课程的设计双横臂独立悬架.docxVIP

目录一、设计任务11.问题描述12.设计内容23.设计条件2二、设计说明31.转向梯形设计31.1初选参数31.2优化参数31.2.1 优化原理31.2.2 优化结果51.3转向机构的优化参数52.悬架机构设计62.1悬架导向机构参数的确定62.1.1 参数选取原则62.1.2 初选参数62.1.3悬架系统运动学仿真72.1.4悬架系统优化分析102.1.5悬架导向机构优化后参数112.2弹性元件的确定112.2.1 弹性元件简介112.3 减振器的确定122.3.1 减振器简介122.4 悬架零部件参数的确定（螺旋弹簧下置式）132.5 悬架系统受力分析及悬架构件尺寸校核142.5.1 车轮受到最大垂向及侧向作用力时的悬架系统受力分析142.5.2 车轮受到最大纵向力作用时的悬架系统受力分析152.5.3 上下摆臂强度校核16三、设计小结24参考资料24双横臂独立悬架-转向系统的分析与设计（汽车设计课程设计）设计任务问题描述图1所示为汽车前轮采用的一种双横臂悬架-转向系统机构示意图（简化），导向机构ABCD由上横臂AB、转向主销BC和下横臂CD及车架AD构成。其中，A、D分别为上、下横臂与车架联接的铰销中心（假定两铰销轴线均平行于车辆纵向），B、C分别为转向主销BC与上、下横臂联接的球铰中心。在车辆横向垂直平面内，上、下横臂相对水平面的摆角分别用φ、ψ表示，转向主销内倾角用0表示。转向传动机构采用由齿轮-齿条转向器驱动的断开式转向梯形机构GFEEFG（F与F，G与G对称，图中省略）。其中，左轮转向梯形机构EFG由齿轮-齿条转向器输出齿条EE、左轮转向横拉杆EF、左轮转向节臂FG及车架构成。E、E分别为转向器齿条上与左右转向横拉杆铰接的球铰中心， F为左轮转向横拉杆EF与左轮转向节臂FG铰接的球铰中心，G为左轮转向节臂FG与左轮转向主销BC连线的交点，且FGBC。另外，车轮轴线KH与转向主销BC交于H，与车轮中心面交于J。图1描述悬架ABCD导向机构运动学的机构几何参数主要有：上横臂杆长AB=h1，转向主销球铰中心距BC= h2，下横臂杆长CD=h3，上、下横臂的摆角、（横臂向外下倾时，取负值），转向主销内倾角0。为简便计，不考虑主销后倾角的影响，并假设上、下横臂与车架铰接的轴线均平行于车辆纵向，则图示导向机构ABCD的上、下横臂AB、CD和转向主销轴线BC将始终在过前轮轴线的汽车横向垂直平面内运动。在水平俯视图中，描述EFG左轮转向梯形机构运动学的机构几何参数主要有：EE’=L1，EF= L2，FG= L3，车架上齿条移动方向线EE’与前轮轴线的偏移距Y（轴线在前方时取正值），转向节臂FG相对于汽车纵向的安装角α0。另外，左右车轮的转向角分别用α、β表示。双横臂独立悬架系统的弹性元件可采用螺旋弹簧或扭杆弹簧，阻尼元件常用筒式减振器。根据整车结构布置，弹簧和阻尼元件通常安装于下横臂与车架（车身）之间，但也有安装于上横臂与车架（车身）之间的情形。因此，导向机构各构件及各连接铰点的受力大小与方向，与弹簧元件的类型和安装位置密切相关。设计内容导向机构和转向梯形机构的运动学设计悬架弹性元件和阻尼元件的结构选型和参数计算悬架导向机构的受力分析和主要承载构件的结构设计与强度核算设计条件整车几何参数前轮距Lfw轴距L前桥总成载荷Mf1200~1400mm2000~2500 mm700~1000 kg前轮轮胎外径2R轮胎宽度b520 mm145 mm导向机构几何参数（参考图1）（满载平衡位置）上横臂AB (h1)主销BC (h2)下横臂CD (h3)JH (Lw)BH160~200 mm200~300 mm330~380 mm80~110 mm90~150 mm上横臂姿态角φ下横臂姿态角ψ转向主销内倾角β02o~6o2o~10o7o~10o转向机构几何参数（参考图1）EE (L1)EF (L2)FG (L3)YBG50~580 mm180~500 mm100~140 mm-80~80 mm80~130 mm齿条左右移动行程 (s)转向节臂安装角α0转向梯形最大压力角αmax±(50~70) mm175~1904550设计说明转向梯形设计初选参数根据设计条件，初选参数如下：整车几何参数前轮距Lfw轴距L前桥总成载荷Mf1200 mm2200mm800 kg转向机构几何参数（参考图1）L1(优化范围)L2(优化范围)0~580 mm330~360 mmL3(优化范围)Y(优化范围)100~140 mm-80~-0mmLw齿条左右移动行程 (s)100 mm±63mm转向梯形最大压力角αmax内侧车轮最大转向角aM*5036.5*由最小转向半径，则，此处取36.5o；优化参数1.2.1 优化原理图2所示为四轮汽车转向示意图。为了避免汽车转向时产生路