汽车设计课程设计题目案例--双横臂独立悬架导向-转向系统的分析与设计.pdf

† 汽车设计课程设计案例 双横臂独立悬架导向-转向系统的分析与设计 同济大学汽车学院 (2009.4.21) 一、引言 汽车设计课程设计（Design practice of automotive design course ）是汽车设计 课程的一个重要实践教学环节，也是机械设计制造及其自动化 （汽车）专业学生 的一次较综合的设计能力训练。其基本目的是： 综合运用汽车设计和有关先修课程的理论，通过对某些典型汽车设计专题的 理论分析与设计实践，巩固和扩展汽车设计专业知识，加深对汽车设计过程和方 法的理解。同时，强化汽车设计技能训练，包括分析与计算能力、运用设计资料 （手册、图册、标准和规范等）和设计软件 （如AUTOCAD 、UG 、ADAMS 等） 的能力等。 双横臂独立悬架和转向系统是现代汽车上典型的底盘总成系统。本课程设计 以某微型汽车前轮转向驱动桥所采用的双横臂独立悬架和转向系统为对象，主要 完成以下环节的分析与设计内容： 1．双横臂独立悬架导向机构布置方案分析 2．转向梯形机构布置方案与优化设计 3．基于ADAMS 的双横臂独立悬架导向机构-转向梯形机构运动学模型及前轮 定位参数仿真分析 4．考虑导向机构非线性特征的双横臂独立悬架系统弹簧刚度、减振器阻尼 参数的计算与分析方法 5．双横臂独立悬架系统的受力分析及承载构件下摆臂的强度设计 6．双横臂独立悬架系统导向机构的结构分析与设计 7．编写设计计算说明书。 上述课程设计实践，涉及到汽车设计、汽车理论、机械设计、理论力学、材 料力学、机械制图和CAD/CAE 等多学科领域知识、技能的融会应用。因此，通过 本课程设计实践， 深入了解汽车悬架与转向系统的基本结构和工作原理，初步 掌握其设计过程与方法；加深对各类样关专业基础知识的理解，并提高运用UG、 CATIA、ADAMS 等CAD/CAE 软件解决工程问题的实践能力。 1 二、双横臂独立悬架导向机构布置方案分析 [1] （一）前轮独立悬架导向机构的设计要求 1．悬架上载荷变化时，保证轮距变化不超过±4.0mm，轮距变化大会引起轮胎早 期磨损。 2．悬架上载荷变化时，前轮定位参数要有合理的变化特性，车轮无纵向加速度。 3．汽车转弯行驶时，应使车身侧倾角小。在0.4g 侧向加速度作用下，车身侧倾 角不大于6°～7°，并使车轮与车身的倾斜同向，以增强不足转向效应。4． 车制动时，应使车身有抗前俯作用；加速时，有抗后仰作用。 (二)双横臂独立悬架的结构 图1 所示为双横臂独立悬架-转向系统的结构示意图。其主要构件是：上摆 臂、下摆臂、转向节、转向横拉杆 （未画出）、螺旋弹簧、减振器及横向稳定杆。 上、下摆臂一般分别用橡胶弹性铰支承于车架 （身），上、下横臂与转向节之间、 转向横拉杆与转向节之间，一般采用球铰联接，具体结构如图2、3 所示。 图1 双横臂独立悬架-转向系统的结构示意图 图 2、3 所示的转向驱动轮传动装置采用全浮式半轴结构。其转向节轴承孔 安装有支承驱动轮轮毂的轮毂轴承。等速万向节半轴与驱动轮轮毂之间采用花键 联接，以传递驱动转矩。 1．下摆臂 2、5.球铰 3.万向节及半轴承4.转向节 6.上摆臂 7、8.橡胶弹性支承铰 图2 某驱动桥双横臂独立悬架结构图 2 1． 下摆臂 2 、5.球铰 3.万向节及半轴 4.转向节 6.上摆臂 7、8.橡胶弹性支承铰 9.轮毂轴承 10.轮毂 11 制动盘 图3 某微型汽车前轮转向驱动桥双横臂独立悬架结构图 (三)双横臂独立悬架导向机构及转向梯形机构示意图 行分析与