轿车后悬架系统设计说明书
摘 要
此次汽车设计的主要内容是：广科2016小型轿车后悬架系统结构设计。对比悬架的结构类型，提出三种减震器布置选型方案，然后对比分析出不同结构类型悬架的优缺点，确定出悬架的类型结构。本设计的后悬架采取目前结构最简单，成本最低的拖拽臂式非独立悬架。减震器为液力双向作用双筒式减震器。此外，还包括后悬架性能和结构特点的介绍，悬架参数的确定，减震器设计及计算过程，螺旋弹簧设计及设计过程，悬架刚度和挠度的计算以及各零部件包括连接处的选择。并用MATLAB软件编程平顺性的分析，论证了该系统设计方案的正确性和可行性。
在对样车悬架进行平顺性分析中，建立了两自由度的平顺性分析模型，分别绘制车身加速度幅频特性曲线、相对动载幅频特性曲线、弹簧动挠度幅频特性曲线分析了前悬架参数对汽车平顺性的影响。因此，这次汽车设计的前悬架系统具有良好的行使平顺性。
关键词：悬架设计；独立悬架；平顺性；自由度
Abstract
The project mainly includes the designs of the rear system of the GuangKe 2016 Automobiles.Compare the structure types of suspension, put forward three kinds of shock absorber layout selection scheme, and then analysis the advantages and disadvantages of the different structure types of suspension, determine the type of the suspension structure.The rear suspension is Independent Suspension Arm drag .The shock absorber with two-direction hydraulic-cylinder is applied here. This papers introduced the structure characteristics of the front and rear suspension, determined the suspension parameters, designed and calculated the shock absorbers and coil spring, etc. Furthermore, a program for ride performance computation is compiled by using MATLAB software.
In the suspension analysis of the sample car, a model with two degree of freedoms is established. Some curves for ride quality analysis are carried out. From the calculated curves, some topics on how the suspension parameters effect on the ride comfort are discussed. Therefore, a conclusion can be drawn that the current designed suspension system has a good ride performance.
Key word: Suspension fork design; Independent suspension fork; Smoothness; Degrees of freedom
目录
第1章 绪 论 1
1.1 悬架运动学的研究现状
1.2 论文研究的意义
第2章 悬架系统设计 .2
2.1 悬架概述及性能要求 2
2.2 悬架结构类型和方案选型 2
2.2.1 悬架的类型 2
2.2.2 悬架设计方案选型 3
第3章 悬架技术参数确定计算 5
3.1 自振频率 5
3.2 悬架的刚度C 6
3.2.1 悬架的适乘刚度.............................................................................
3.2.2 悬架的侧倾角刚度.........................................................................
3.2.3 整车车身的侧倾增益计算.............................................................
3.3 悬架的静挠度fc和动挠度fd 6
3.3.1 悬架的静挠度fc 6
3.3.2 悬架的动挠度fd 7
第4章 弹性元件的设计计算 8
4.1 后悬架弹簧设计计算 9
第5章 悬架导向机构 11
5.1 导向机构设计概述和设计要求 11
5.2 后悬架侧倾中心 11
5.3后悬架纵倾中心 12
第6章 减振器设计 15
6.1 减震器的概述 15
6.2 减振器参数选取 16
6.3减振器阻尼系数的确定 16
6.4最大卸荷力的确定 17
6.5 筒式减振器工作缸直径的确定 17
第7章 横向稳定杆设计 19
7.1 横向稳定杆作用 19
7.2 稳定杆的判定和设计计算 19
第8章 平顺性分析 21
8.1 平顺性概念 21
8.2 汽车的等效振动分析 21
8.3 车身加速度的幅频特性 23
8.4相对动载的幅频特性 25
8.5悬架动挠度的幅频特性 25
8.6影响平顺性的因素 27
8.6.1结构参数对平顺性的影响 27
8.6.2使用因素对平顺性的影响 27
第9章 结论 29
参考文献 30
致 谢 31
附 录Ⅰ .32
附 录Ⅱ 36
第一章绪 论
1.1 悬架运动学的研究现状
汽车悬架是将车架与车轮进行弹性连接的装置，悬架的作用是将车轮受到不平和路面时产生的冲击缓和，同时把轮胎和地面之间产生的各种作用力和力矩传递给车架。悬架在现代轿车的的作用是非常重要的，在汽车性能和汽车舒适性方面有着至关重要的作用。在人们日益对汽车性能和舒适性的需求下，汽车悬架的研究一直在不断的进行。悬架在减震和传递力的过程都是悬架弹性运动学与运动学的研究范围。常常也将悬架动力学和弹性运动学称作悬架“K&C”特性，K 特性是指车轮在上下跳动的过程和转向的过程中，悬架的主要参数随着车轮的跳动的关系，这个关系就是悬架的几何学特性或运动学特性。C特性是指车轮在收到路面的的各种力或力矩作用时，悬架的评价参数随这些作用力或力矩的的变化关系，也将这种关系称为悬架弹性运动学特性。
随着科学技术的长足进步，人们对成坐的舒适性、安全性的要求随之增强，也更加的迫切。在1776年，马车用的叶片弹簧取得了专利。汽车的衍生加快了人类对悬架的深入研究，相继发明了扭杆弹簧、气体弹簧、橡胶弹簧、钢板弹簧等弹性元件。1934年出现了第一个由螺旋弹簧组成的被动悬架。被动悬架弹簧的参数根据经验或优化设计的方法确定，在行驶过程中保持不变。它很难适应各种一系列复杂路况，减振效果较差。为了克服
第九章 结论
通过本次设计轿车后悬非独立悬架，了解常见的独立悬架和非独立悬架，将两种悬架之间的长短以及以后市场发展前景有了粗略的认识，并针对此次设计的车型选择所需的悬架，即后悬架采用拖曳臂独立悬架。
首先，根据悬架的结构形式选取该悬架的固有频率，计算出悬架的适乘刚度、车轮中心刚度、车辆侧倾角刚度（两种表示），再求出后悬架的静挠度和动挠度。采用以上数据设计计算弹性元件的参数，判断后悬架是否需要安装横向稳定杆和设计计算横向稳定杆的尺寸参数。在设计计算减振器时，根据阻尼系数和最大卸荷力计算选取减振器的主要尺寸参数。在所有结构尺寸确定后采用CAD软件绘制后悬架的装配图和零件图。
其次，在对汽车悬架进行平顺性分析中，建立了两自由度的平顺性分析模型，绘制了车身加速度、相对动载与弹簧动挠度等三条幅频特性曲线，研究它们和悬架参数对汽车平顺性的影响。这些工作使数据的选取更加适当，使所设计的车辆悬架系统的性能得到改善。
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