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1、本科生毕业设计（论文）摘 要随着汽车工业的发展，人们对汽车的乘坐舒适性和安全性的要求逐渐提高，而悬架对汽车这一方面性能有很大的影响。因此对汽车的悬架系统和减振器也提出了更高的要求。本次设计主要内容是：红旗世纪星轿车的前、后悬架系统的结构设计，根据当前轿车悬架的发展情况，本设计的轿车前后悬架均采用独立悬架的形式,并且前后悬均采用比较流行的麦弗逊悬架。根据确定的结构选取悬架的自振频率，从而可以计算出悬架的刚度、静挠度和动挠度。采用以上数据计算弹性元件尺寸并且进行应力校核。在设计减振器时，根据阻尼系数和最大卸荷力来计算选取减振器的主要尺寸。然后再依次确定导向机构和横向稳定杆。在所有结构尺寸确定后采用
2、CAXA软件绘制前后悬架的装配图和零件图。利用Matlab软件对悬架系统的平顺性进行了编程分析, 论证了该系统设计方案的合理正确性，能够满足实际的需要。关键词：悬架；汽车减振器；平顺性；导向机构AbstractWith the development of the Automobile industry, people have been promoting the requirement for the safety and ride comfort quality of the vehicle. and suspension system influence this aspect of
3、performance a lot. As a result, there is a higher demand on the suspension and the shock absorber system of the vehicle. while the cars suspension system also made high demands. The project mainly includes the design of construction of HongQi front and rear suspension system.Based on the current dev
4、elopments in the car suspension, the design of the car before and after the suspension are used in the form of independent suspension. Before and after the hanging and are used more popular McPherson suspension. According to determine the structure of the selected suspension natural frequency, which
5、 can calculate the stiffness of the suspension, static and dynamic deflection deflection. More flexible use of data of components and size of a stress check. In the design of shock absorber, in accordance with the largest damping and unloading of the terms of the main shock absorber selected size. T
6、hen bodies were identified and horizontal orientation Wending Gan. when all structure size are determined, using CAXA mapping software in before and after the suspension of the assembly and parts plans.Matlab software programming analysis was used in the ride suspension system.,demonstration of the
7、system design of reasonable accuracy, to meet the actual needs.Key words: Suspension;Automobile shock absorber; Ride comfort ; Guide mechnism 目 录第1章 绪 论11.1 悬架简介11.2设计要求：1第2章 前、后悬架结构的选择32.1独立悬架结构特点32.2独立悬架结构形式及评价指标分析32.3前后悬架结构方案42.4辅助元件52.4.1横向稳定杆图52.4.2导向机构6第3章 技术参数确定与计算73.1自振频率73.2悬架刚度73.3悬架静挠度73.
8、4悬架动挠度83.5悬架弹性特性曲线8第4章 弹性元件的设计计算94.1前悬架弹簧94.1.1弹簧中径、钢丝直径、及结构形式94.1.2 弹簧圈数94.1.3 簧完全并紧时的高度94.1.4 应力校核104.2后悬架弹簧104.2.1弹簧中径、钢丝直径、及结构形式104.2.2 弹簧圈数104.2.3弹簧完全并紧时的高度114.2.4应力校核11第5章 悬架导向机构的设计125.1导向机构设计要求125.2麦弗逊独立悬架示意图125.3导向机构受力分析135.4横臂轴线布置方式145.5导向机构的布置参数145.5.1 侧倾中心145.5.2纵倾中心155.5.3抗制动纵倾性（抗制动前俯角）1
9、55.5.4抗驱动纵倾性（抗驱动后仰角）165.5.5悬架横臂的定位角16第6章 减振器设计176.1减振器概述176.2减振器分类176.3减振器主要性能参数186.3.1相对阻尼系数186.3.2减振器阻尼系数196.4最大卸荷力206.5筒式减振器主要尺寸206.5.1筒式减振器工作直径206.5.2油筒直径21第7章 横向稳定杆设计22第8章 平顺性分析248.1平顺性概念248.2 1/4汽车振动系统模型248.3车身加速度的幅频特性268.4相对动载的幅频特性278.5悬架动挠度的幅频特性288.6影响平顺性的因素298.6.1结构参数对平顺性的影响298.6.2使用因素对平顺性的
10、影响29第9章 结 论30参考文献31致 谢32附 录33附 录II43IV第1章 绪 论1.1 悬架简介悬架是汽车的车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。其功用是把路面作用于车轮上的垂直反力，纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都要传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车的正常行驶。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力，决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性，是现代轿车十分关键的部件之一。汽车悬架包括弹性元件，减振器和导向机构等三部分，这三部分分别起缓冲，减振和力的传递作用。从轿车上来讲，弹性元件多指螺旋弹簧，它承受垂直载荷，缓和及抑制不平路面对车体的冲击，具有
11、占用空间小，质量小，无需润滑的优点，但没有减振作用。减振器多指液力减振器，作用是加速衰减车身的振动。导向机构是指车架的上下摆臂等叉形刚架、转向节等元件，用来传递纵向力，侧向力及力矩，并保证车轮相对于车架(或车身)有确定的相对运动规律。按结构特点分，悬架主要分为两大类，独立悬架和非独立悬架。本设计主要介绍独立悬架。非独立悬架的车轮装在一根整体车轴的两端，当一边车轮跳动时，影响另一侧车轮也作相应的跳动，使整个车身振动或倾斜，汽车的平稳性和舒适性较差，但由于构造较简单，承载力大，目前仍有部分轿车的后悬架采用这种型式。独立悬架的车轴分成两段，每只车轮用螺旋弹簧独立地安装在车架(或车身)下面，当一边车轮
12、发生跳动时，另一边车轮不受波及，汽车的平稳性和舒适性好。但这种悬架构造较复杂，承载力小。现代轿车前后悬架大都采用了独立悬架，并已成为一种发展趋势。1.2设计要求：汽车悬架和簧载质量质量、非簧载质量构成了一个振动系统，该振动系统的特性很大程度上决定了汽车的行驶平顺性，并进一步影响到汽车的行驶车速、燃油经济性和运营经济性。该振动系统也决定了汽车承载系和行驶系许多零部件的动载，并进而影响到这些零件的使用寿命。此外，悬架对整车操纵稳定性、抗纵倾能力也起着决定性的作用。因而在设计悬架时必须考虑以下几个方面的要求：1）保证汽车有良好的行驶平顺性；2）具有合适的衰减振动的能力；3）保证汽车具有良好的操纵稳定
13、性；4）汽车制动或加速时，要保证车身稳定，减少车身纵倾，转弯时车身侧倾角要合适；5）有良好的隔音能力；6）结构紧凑、占用空间尺寸要小；7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。为了满足汽车具有良好的行驶平顺性，要求簧上质量与弹性元件组成的振系统的固有频率应在合适的频段，并尽可能低。前、后悬架固有频率的匹配应合理，对于轿车，要求前悬架的固有频率略低于后悬架的固有频率，还要尽量避免悬架撞击车架（或车身）。汽车在不平路面行驶时，由于悬架的弹性作用，使汽车产生垂直振动。为了迅速衰减这种振动和抑制车身、车轮的共振，减小车轮的振幅，悬架应装有减振器
14、，并使之具有合理的阻尼。阻尼值取大，能使振动迅速衰减，但会把路面较大的冲击传递到车身，阻尼值取小，振动衰减慢，受冲击后振动持续时间长，使乘客感到不舒服。为充分发挥弹簧在压缩行程中作用，常把压缩行程的阻尼比设计得比伸张行程小。 利用减振器的阻尼作用，使汽车振动的振幅减小，直至振动停止。适当地选择悬架方案和参数，在车轮上、下跳动时，使主销定位角变化不大、车轮运动与导向机构运动要协调，避免前轮摆振；汽车转向时，应使之稍有不足转向特性。独立悬架导向杆系铰接处多采用橡胶衬套，能隔绝车轮所受来自路面的冲击向车身的传递。第2章 前、后悬架结构的选择2.1独立悬架结构特点独立悬架的结构特点是车桥做成断开的，两
15、侧的车轮各自独立地与车架或车身弹性连接。两侧车轮可以单独跳动，互不影响。独立悬架的优点是：悬架弹性元件在一定的变形范围内，两侧车轮可以单独运动，而互不影响，这样在不平道路上行驶时可减少车架和车身的振动，而且有助于消除转向轮不断偏摆的不良现象；减少了汽车的非簧载质量。在非独立悬架的情况下，整个车桥和车轮都属于非簧载质量部分。在用独立悬架时，对驱动桥而言，由于主减速器，差速器及其外壳都固定在车架上，成了簧载质量；对转向桥而言，它仅具有转向主销和转向节，而中部的整体梁不再存在。所以在采用独立悬架时，非簧载质量只包括车轮质量和悬架系统中的一部分零件的全部或部分质量，显然比用非独立悬架时的非簧载质量要小得多。在道路条件和车速相同时，非簧载质量越小，则悬架所受到的冲击载荷也越小。故采用独立悬架可以提高汽车的平均行驶速度；采用断开式车桥，发动机总成的位置便可以降低和前移，使汽车质心下降，提高了汽车行驶稳定性。同时能给与车轮较大的上下运动的空间，因而可以将悬架刚度设计得较小，使车身振动频率降低，以改善行驶平顺性；左、右车轮独自运动互不影响，可减少车身的倾斜和振动，同时在起伏的路面上能获得良好
