雙橫臂獨(dú)立懸架的設(shè)計(jì)答辯

1、雙橫臂獨(dú)立懸架的設(shè)計(jì)雙橫臂獨(dú)立懸架的設(shè)計(jì)1 概述概述2 懸架結(jié)構(gòu)形式分析懸架結(jié)構(gòu)形式分析3 懸架主要參數(shù)的確定懸架主要參數(shù)的確定4 減振器設(shè)計(jì)分析減振器設(shè)計(jì)分析5 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6 UG三維實(shí)體模型三維實(shí)體模型7 二維圖紙二維圖紙8 改進(jìn)改進(jìn)1 1 概概 述述 一一 主要作用主要作用 傳遞車(chē)輪和車(chē)架（或車(chē)身）之間的一切力和力矩; 緩和、抑制路面對(duì)車(chē)身的沖擊和振動(dòng)； 保證車(chē)輪在路面不平和載荷變化時(shí)有理想的運(yùn)動(dòng)特 性。保證汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性。二二 對(duì)懸架提出的對(duì)懸架提出的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 1）保證汽車(chē)有良好的行駛平順性。2）具有合適的衰減振動(dòng)能力。3）保證汽車(chē)具有良好的操縱穩(wěn)定性。4）

2、汽車(chē)制動(dòng)或加速時(shí)要保證車(chē)身穩(wěn)定，減少車(chē)身縱傾；轉(zhuǎn)彎 時(shí)車(chē)身側(cè)傾角要合適。5）有良好的隔聲能力。6）結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間尺寸要小。7）可靠地傳遞車(chē)身與車(chē)輪之間的各種力和力矩，在滿(mǎn)足零部 件質(zhì)量要小的同時(shí)，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命。 雙橫臂獨(dú)立懸架是獨(dú)立懸架中一種比較典型的結(jié)構(gòu)形式。按照上、下橫臂的長(zhǎng)短可分為等長(zhǎng)和不等長(zhǎng)兩種。等長(zhǎng)雙橫臂懸架在其車(chē)輪上下跳動(dòng)時(shí)，雖然可以保持主銷(xiāo)的傾角和車(chē)輪外傾角不變，但是輪距變化大，導(dǎo)致輪胎的磨損嚴(yán)重，現(xiàn)在已經(jīng)很少采用；不等長(zhǎng)雙橫臂獨(dú)立懸架只要合理的選擇結(jié)構(gòu)參數(shù)和適當(dāng)?shù)夭贾?，就可以將輪距和前輪的定位參?shù)變化限制在一定的范圍之內(nèi)，保證良好的行駛穩(wěn)定性，故這種形式的獨(dú)立

3、懸架在現(xiàn)代高級(jí)轎車(chē)中得到了廣泛的應(yīng)用。 2 懸架結(jié)構(gòu)形式分析懸架結(jié)構(gòu)形式分析3 懸架主要參數(shù)的確定懸架主要參數(shù)的確定一、整車(chē)參數(shù)：一、整車(chē)參數(shù)：%82 ,%18ussusummmmmm類(lèi)別項(xiàng)目參數(shù)值質(zhì)量參數(shù)整車(chē)整備質(zhì)量me（kg）1535座位數(shù)5最大總質(zhì)量ma (kg)1845最大軸載質(zhì)量（kg）前軸G1 (0.55ma)1015后軸G2(0.45ma)830 前軸懸掛質(zhì)量 后軸懸掛質(zhì)量kgmms83255. 01kgmms68145. 02前懸架滿(mǎn)載時(shí)取偏頻n1=1Hz 則前懸架空載時(shí)的靜撓度： mmnfc2501552211剛度： mmNmmkgfPCc/1066.16/7 . 12504

4、16311主銷(xiāo)后傾角主銷(xiāo)后傾角 ：主銷(xiāo)內(nèi)傾角主銷(xiāo)內(nèi)傾角 ：前輪外傾角前輪外傾角 ：前輪前束前輪前束 ：（A-B）二、轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)二、轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)圖1 由圖可以看出，上、下橫臂和主銷(xiāo)(BD)采用球副聯(lián)接，上、下橫臂和車(chē)身采用旋轉(zhuǎn)副聯(lián)接，拉臂(EH)和轉(zhuǎn)向拉桿(HI)以及轉(zhuǎn)向拉桿和車(chē)身為球副聯(lián)接。A1、A2分別為上橫臂兩桿的旋轉(zhuǎn)中心，A3、A4為下橫臂兩桿的旋轉(zhuǎn)中心，B、D分別為下橫臂和主銷(xiāo)、上橫臂和主銷(xiāo)的球副中心，E為拉臂和主銷(xiāo)的聯(lián)接點(diǎn)，G為輪胎轉(zhuǎn)向節(jié)和主銷(xiāo)的聯(lián)接點(diǎn)，F(xiàn)為輪胎中心；DO1為上橫臂的等效長(zhǎng)度(r1)，BO2為下橫臂的等效長(zhǎng)度(r2)，O1、O2分別為上、下橫臂的等效旋轉(zhuǎn)中心。根

5、據(jù)等效原理，圖1等效為圖2。 通過(guò)計(jì)算和分析，確定懸架的各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 主銷(xiāo)長(zhǎng)度：330mm 主銷(xiāo)內(nèi)傾角：10 主銷(xiāo)后傾角：2.5 上橫臂長(zhǎng)度：350mm 上橫臂在汽車(chē)橫向平面的傾角：11 上橫臂軸水平斜置角：-5 下橫臂長(zhǎng)度：500mm 下橫臂在汽車(chē)橫向平面的傾角：9.5 下橫臂軸水平斜置角：10 車(chē)輪前束：6.5mm 輪距：1551mm圖24 減振器設(shè)計(jì)分析減振器設(shè)計(jì)分析壓縮行程：壓縮行程： 車(chē)輪靠車(chē)輪靠近車(chē)身的過(guò)近車(chē)身的過(guò)程。程。復(fù)原行程：復(fù)原行程： 車(chē)輪遠(yuǎn)車(chē)輪遠(yuǎn)離車(chē)身的過(guò)離車(chē)身的過(guò)程。程。壓縮行程：壓縮行程：容積減少，油壓升容積減少，油壓升高，油液打開(kāi)流通高，油液打開(kāi)流通閥，經(jīng)過(guò)流

6、通閥流閥，經(jīng)過(guò)流通閥流入上腔。入上腔。由于上腔容積由于上腔容積被活塞桿用去被活塞桿用去部分空間，所部分空間，所以油液一部分以油液一部分油液打開(kāi)壓縮油液打開(kāi)壓縮閥流入外腔閥流入外腔由于各閥門(mén)的節(jié)由于各閥門(mén)的節(jié)流作用，便造成流作用，便造成對(duì)懸架壓縮運(yùn)動(dòng)對(duì)懸架壓縮運(yùn)動(dòng)的阻力，使振動(dòng)的阻力，使振動(dòng)能量衰減。能量衰減。復(fù)原行程復(fù)原行程上腔容積減少，油上腔容積減少，油壓升高，油液推開(kāi)壓升高，油液推開(kāi)復(fù)原閥，流入下腔。復(fù)原閥，流入下腔。由于活塞桿占去一定由于活塞桿占去一定空間，所以自上腔流空間，所以自上腔流入的油液不足以充滿(mǎn)入的油液不足以充滿(mǎn)下腔容積的增加。外下腔容積的增加。外腔中油液推開(kāi)補(bǔ)償閥腔中油液推開(kāi)

7、補(bǔ)償閥流入下腔補(bǔ)充。流入下腔補(bǔ)充。 由于各閥門(mén)的由于各閥門(mén)的節(jié)流作用，便造成節(jié)流作用，便造成對(duì)懸架伸張運(yùn)動(dòng)的對(duì)懸架伸張運(yùn)動(dòng)的阻力，使振動(dòng)能量阻力，使振動(dòng)能量衰減。衰減。雙筒減振器工作原理雙筒減振器工作原理 對(duì)于無(wú)內(nèi)摩擦的彈性元件 (螺旋彈簧)懸架，取=0.250.35 取車(chē)身相對(duì)阻尼系數(shù)=0.28，伸縮阻力比 i=2.5，連桿直徑與缸筒直徑之比根據(jù)減振器類(lèi)型選擇，雙筒式取=0.45。根據(jù)QC/T4911999汽車(chē)筒式減振器 尺寸系列及技術(shù)條件中規(guī)定的，取L2=140mm，外徑D1=65mm，外徑D2=75mm，活塞行程S=120mm。 a的確定 （減振器在下橫臂上的連接點(diǎn)到下橫臂在車(chē)身上的鉸接

8、點(diǎn)之間的距離 ） 阻尼系數(shù) 2 1628. 0223scmHzmcs3 . 64161066.163 固有振動(dòng)頻率 )cos/(2222awnms由求得 a=383.7mm 1、筒式減振器的尺寸系列、筒式減振器的尺寸系列以工作缸內(nèi)徑分為：以工作缸內(nèi)徑分為： 中國(guó)：中國(guó)：20、30、40、(45)、50、65系列系列 日本：日本：20、25、30、40、45、50、65系列系列 歐美：歐美：20、27、32、40、45、50、65系列系列2、減振器活塞桿的尺寸系列、減振器活塞桿的尺寸系列常見(jiàn)活塞桿桿徑有：常見(jiàn)活塞桿桿徑有： 8、10、12、12.5、16、18、20、2

9、2、25、28取D=40mm，連桿直徑d=D=0.4540=18mm 儲(chǔ)油筒直徑Dc=1.45D=1.4540=58mm前減振器的安裝角=18；根據(jù)QC/T4911999汽車(chē)筒式減振器 尺寸系列及技術(shù)條件中規(guī)定的，取L2=140mm，外徑D1=65mm，外徑D2=75mm，活塞行程S=120mm。GH型減振器 6 UG三維實(shí)體模型三維實(shí)體模型7 二維圖紙二維圖紙8 改進(jìn)改進(jìn) 球銷(xiāo)式接頭： 汽車(chē)行駛時(shí)，可把高速轉(zhuǎn)動(dòng)的車(chē)輪看成是一個(gè)轉(zhuǎn)子，而繞主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向節(jié)視為該轉(zhuǎn)子的框架，從而構(gòu)成一個(gè)二自由度的陀螺，力學(xué)中的陀螺就是除能繞其自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)外，還能繞其它軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體。根據(jù)陀螺理論，當(dāng)轉(zhuǎn)子(車(chē)輪)以wk高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果框架也以某角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，則框架上將受到一個(gè)力矩作用，此力矩稱(chēng)為陀螺力矩MT 上上/下橫臂長(zhǎng)度的確定下橫臂長(zhǎng)度的確定 陀螺力矩MT dtdWIMkkTdtdRvIMkT陀螺力矩將使車(chē)輪擺振，持續(xù)不停。 解決辦法 采用等長(zhǎng)臂的獨(dú)立懸架，使車(chē)輪上下跳動(dòng)時(shí)，其平面不偏轉(zhuǎn)，但其副作用是引起輪距變化和輪胎橫向滑移，使輪胎早期磨損，因此目前懸架設(shè)計(jì)中采取折衷方案，對(duì)于雙橫臂獨(dú)立懸架，取上橫臂長(zhǎng)=0.6