悬架设计说明书讲述.doc

汽车设计课程设计说明书 设计题目： 桑塔纳志俊汽车悬架设计 姓名 车胜男 学院 交通学院 专业 机械设计制造及其自动化 班级 机械本1105 学号 20112814545 指导教师 孙宏图 王昕彦 2013年11月25日 5悬架设计 ………………………………………………………………… 1 5.1 悬架的结构形式……………………………………………………1 5.2 悬架弹性元件的设计与计算…………………………………2 5.2.1 布置方案………………………………………………………2 5.2.2 钢板弹簧主要参数的确定…………………………………3 5.3 悬架对汽车主要性能的影响…………………………………11 5.3.1 悬架对汽车平顺性的影响…………………………………11 5.3.2 悬架对汽车操纵稳定性的影响……………………………12 参考文献…………………………………………………………………………13 第五章 悬架设计 5.1 悬架的结构形式 悬架可分为非独立悬架和独立悬架两类。 5.1.1独立悬架 独立悬架的优点是：簧下质量小；悬架占用的空间小；弹性元件只承受垂直力，所以可以用刚度小的弹簧，使车身振动频率降低，改善的汽车行驶的平顺性；由于可能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下降，又改善了汽车的行驶稳定性；左右车轮各自独立运动互不影响，可减少车身的震动和倾斜，同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力。独立悬架的缺点是结构复杂，成本较高，维修困难。这种悬架主要用于轿车和部分轻型货车、客车及越野车上。 5.1.2非独立悬架 以纵置钢板弹簧为弹性元件兼做导向装置的非独立悬架，其主要优点是结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。缺点是由于整车布置上的限制，钢板弹簧不可能有足够长度（特别是前悬架），使之刚度较大，所以汽车平顺性较差；簧下质量大；；在不平路面上行驶时，左右车轮相互影响，并使车轴（桥）和车身倾斜；当汽车直线行驶在凹凸不平的路面上时，由于左右两侧车轮反向跳动或只有一侧车轮跳动时，会产生不利的轴转向特性；汽车转弯行驶时，离心力也会产生不利的轴转向特性；车轴（桥）上方要求有与弹簧行程相适应的空间。这种悬架主要用在货车、大客车的前后悬架以及某些轿车的后悬架上。 目前汽车的前后悬架采用的方案有：前轮和后轮均采用非独立悬架；前轮采用独立悬架，后轮采用非独立悬架；前后轮均采用独立悬架几种[4] [5]。 非独立悬架的结构特点是左右车轮用一跟整体轴连接，再经过悬架与车身（或车身）连接，如图5.1（a）所示；独立悬架的结构特点是左右车轮通过各自的悬架与车架（或车身）连接，如图5.1（b）所示[4]。 要正确的选择悬架方案和参数，在车轮上下跳动时，使主销的定位角变化不大、车轮运动与导向机构运动压迫协调，避免前轮摆振；汽车转向时应使之稍有不足转向特性。 此桑塔纳轿车悬架部分结构形式选定为： （1）前悬采用麦弗逊式独立悬架 （2）后悬采用复合扭转梁式非独立悬架 5.2 悬架弹性元件的设计与计算 5.2.1 布置方案 悬架的主要任务是传递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩，并且缓和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的震动，保证汽车行驶的平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特征；保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。 悬架由弹性元件、导向装置、减震器、缓冲块和横向稳定器等组成。 导向装置由导向杆系组成，用来决定车轮相对于车架（或车身）的运动特性，并传递出弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。当用纵置钢板弹簧弹性元件时，它兼起到导向装置的作用。缓冲块用来减轻车轴对车架（或车身）的直接冲撞，防止弹性元件产生过大的变形。装有横向稳定器的汽车，能减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角所引起的震动[2]。 在对此桑塔纳轿车的设计中，对其悬架提出的设计要求有： （1）保证汽车有良好的行驶平顺性[3]； （2）具有合适的衰减振动能力； （3）保证汽车具有良好的操纵稳定性； （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）有良好的隔声能力； （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。 本设计是桑塔纳轿车的悬架设计，故采用 ： （1）前悬：麦弗逊式独立悬架 （2）后悬：复合扭转梁式非独立悬架 （3）辅助元件：减震器、缓冲块 桑塔纳志俊轿车弗逊式前悬架 通过减小悬架垂直刚度c ，能降低车身震动固有频率n（n=/2π），达到改善汽车平顺性的目的。但因为悬架的侧倾角刚度和悬架垂直刚度c 之间是正比例关系，所以减