四轮分布驱动电动汽车前悬架及关键零件设计(附件)
摘 要汽车悬架就是车桥和车架之间的所有连接和传力装置的总称，它是车身和路面的连接桥梁，它决定了车轮与车身直接关联的好坏。它能够缓冲路面对汽车产生的冲击力，衰减震动，还能对车轮相对车身跳动起导向作用。随着人们对汽车越来越高的舒适性和安全性要求，推动了悬架的发展。本次的毕业设计是对四轮驱动电动汽车的前悬架设计，考虑到电动汽车的轮毂电机置于车轮内部，并且有着增大车轮内侧空间的优点，便于零部件的放置且结构简洁质量小，行驶平顺性好，所以本设计选用麦弗逊悬架。并对悬架的关键零件进行设计，包括弹性元件、减震装置、导向机构等。
目录
第一章 绪论 1
1.1本课题的背景 1
1.2悬架的发展和国内外现状 1
1.3本次设计的内容和意义 2
第二章 悬架的组成和类 3
2.1悬架的组成 3
2.2悬架的分类 3
2.3独立悬架的分类和特点 3
2.3.1横臂式独立悬架 4
2.3.2纵臂式独立悬架 4
2.3.3斜臂式独立悬架 5
2.3.4多连杆式独立悬架 5
2.3.5麦弗逊式独立悬架 6
第三章 麦弗逊式独立悬架的设计 7
3.1设计概述和要求 7
3.2轮毂电机电动汽车的性能特点及基础数据 7
3.3悬架参数的计算 7
3.3.1悬架挠度的计算 7
3.3.2 悬架的刚度计算 8
3.4悬架的弹性元件设计 8
3.4.1弹簧的选择 8
3.4.2弹簧参数的计算 8
3.4.3 弹簧的校核 9
3.5悬架减振装置的设计 9
3.5.1减振器的选用 9
3.5.2阻尼比的计算 9
3.5.3减振器阻尼系数的计算 10
3.5.4减振器最大卸荷力的计算 10
3.5.5减振器工作缸直径的计算 10
3.6悬架导向机构的设计 11
3.6.1力矩中心和悬架中心 11
3.6.2换算线刚度和角刚度的计算 11
3.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
6.3受力分析 12
3.7悬架主要硬点坐标 14
第四章 前轮定位参数的设计 15
4.1主销后倾角 15
4.2主销内倾角 15
4.3前轮外倾角 16
4.4前轮前束 17
结束语 18
致 谢 19
参考文献 20
第一章 绪论
1.1本课题的背景
汽车的发展过大消耗了地球的资源，大自然的能源是有限的，人类面临着越来越严重的能源紧缺问题，这是一个全球性的问题，它影响了各国的经济和环境。柴油机和汽油机给人类带来便利的同时也使地球受到了污染，造成了温室效应，破坏了大气臭氧层，以及酸雨的形成，对环境造成了很大的危害。为了缓解资源紧缺与保护环境，电动汽车的生成与发展是现在以及未来工业发展的必然趋势。
人们生活水平提高了，不光对环保节能要求高了，汽车乘坐的舒适性也必须不容忽视，汽车悬架的优劣恰好是体现舒适性和安全性的标准。悬架能够缓解路面对车身的冲击，减少振动给乘客带来的不适。好的悬架系统有着优秀的弯道性能，能通过艰难的道路，给驾驶员提供好的驾驶乐趣。优秀的悬架也可以保护零件，提高安全性并且降低维护成本。好的悬架能够保证承载的稳定性和力的稳定传递，必须就有足够的动容量和动行程，必须有好的柔顺性和平顺性，悬架的各个零件必须有足够的强度和刚度并且设计合理布置方便，成本底便于保养。由此可见悬架对于汽车的重要性，具有足够的研究意义。
1.2悬架的发展和国内外现状
最早的悬架是马车上的叶片弹簧悬架，到20 世纪中期，螺旋弹簧取代了叶片弹簧。汽车出现后，悬架的发展突飞猛进，出现了多种形式的弹簧。被动悬架的出现是悬架发展中的一大突破，但被动悬架的减振能力弱，只能适应平坦路面。如今的轿车基本上用的是麦弗逊式前悬架，被动悬架很少应用。随着科技的进步，人们生活质量的提高，美国通用公司在20世纪中期造出了主动悬架，主动悬架舒适和操纵稳定性高，适应不同路况并保持运行状态良好。世界各大汽车品牌和制造厂家对这种悬架产生兴趣。主动悬架虽然乘坐舒服，但它成本高维护费用高，结构相对复杂。1973年开始出现了半主动悬架，半主动悬架可以调节自身参数来适应路况。半主动悬结构简单耗能低，发展空间较广阔。
由于我国国情，我国汽车行业起步晚，而西方和日本等发达国家对半悬架的研究在上世纪八十年代就已经很成熟并且取得了好的效果。主动悬架出现的早，但至今没有很大的突破。目前只有少数豪华汽车在使用。而在我国并没有汽车采用主动悬架，只有某些高校对其展开过研究。
1.3本次设计的内容和意义
1.查阅相关文献，了解汽车前悬架类型及各类悬架的特点。
2.根据悬架设计的相关要求设计电动四轮驱动汽车的前麦弗逊悬架，并对悬架各个主要零部件进行具体结构设计。
3.设计弹簧弹性刚度和阻尼器阻尼系数。
4.对悬架前大臂和羊角进行工程图绘制，要求包含尺寸，精度和工艺要求。
5.设计分析前轮的定位参数。
本次毕业设计的意义：让自己对汽车的构造进一步理解，对汽车悬架有更深入的研究，让大学四年的专业知识得到好的发挥，为日后的工作打下好的基础。
第二章 悬架的组成和类
2.1悬架的组成
汽车悬架主要由弹性元件、减振装置和导向机构组成，还辅设有缓冲块和横向稳定器。弹性元件有弹簧、橡胶缓冲块等，用来传递和承受垂直载荷以及缓解路面不平带来的冲击。用来实现车身与车轮之间的弹性连接。弹性元件主要有钢板弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧、橡胶弹簧和螺旋弹簧等形式。
减振装置有减振器、缓冲块等，用来衰减振动吸收冲击能量。根据伸张和压缩两个方向的减振，减振器分为单向作用和双向作用式。目前使用最多的是双向作用式减振器。导向机构是传导作用力的机构，它决定了车轮之间的相互位移以及力的传递，是所有悬架必不可少的，导向机构控制者车轮的运动轨迹，决定了汽车的行驶方向以及稳定性。
2.2悬架的分类
按照功能原理的不同，悬架可分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架。
被动悬架是性能参数固定不变的悬架，不能适应复杂的路况。主动悬架可以使自身能源经过执行器主动干预振动的悬架，能适应多种路况且平顺性稳定性高。半主动悬架介于两者之间，自身虽无能源但有自动调节装置，可根据路况进行调节。
目录
第一章 绪论 1
1.1本课题的背景 1
1.2悬架的发展和国内外现状 1
1.3本次设计的内容和意义 2
第二章 悬架的组成和类 3
2.1悬架的组成 3
2.2悬架的分类 3
2.3独立悬架的分类和特点 3
2.3.1横臂式独立悬架 4
2.3.2纵臂式独立悬架 4
2.3.3斜臂式独立悬架 5
2.3.4多连杆式独立悬架 5
2.3.5麦弗逊式独立悬架 6
第三章 麦弗逊式独立悬架的设计 7
3.1设计概述和要求 7
3.2轮毂电机电动汽车的性能特点及基础数据 7
3.3悬架参数的计算 7
3.3.1悬架挠度的计算 7
3.3.2 悬架的刚度计算 8
3.4悬架的弹性元件设计 8
3.4.1弹簧的选择 8
3.4.2弹簧参数的计算 8
3.4.3 弹簧的校核 9
3.5悬架减振装置的设计 9
3.5.1减振器的选用 9
3.5.2阻尼比的计算 9
3.5.3减振器阻尼系数的计算 10
3.5.4减振器最大卸荷力的计算 10
3.5.5减振器工作缸直径的计算 10
3.6悬架导向机构的设计 11
3.6.1力矩中心和悬架中心 11
3.6.2换算线刚度和角刚度的计算 11
3.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
6.3受力分析 12
3.7悬架主要硬点坐标 14
第四章 前轮定位参数的设计 15
4.1主销后倾角 15
4.2主销内倾角 15
4.3前轮外倾角 16
4.4前轮前束 17
结束语 18
致 谢 19
参考文献 20
第一章 绪论
1.1本课题的背景
汽车的发展过大消耗了地球的资源，大自然的能源是有限的，人类面临着越来越严重的能源紧缺问题，这是一个全球性的问题，它影响了各国的经济和环境。柴油机和汽油机给人类带来便利的同时也使地球受到了污染，造成了温室效应，破坏了大气臭氧层，以及酸雨的形成，对环境造成了很大的危害。为了缓解资源紧缺与保护环境，电动汽车的生成与发展是现在以及未来工业发展的必然趋势。
人们生活水平提高了，不光对环保节能要求高了，汽车乘坐的舒适性也必须不容忽视，汽车悬架的优劣恰好是体现舒适性和安全性的标准。悬架能够缓解路面对车身的冲击，减少振动给乘客带来的不适。好的悬架系统有着优秀的弯道性能，能通过艰难的道路，给驾驶员提供好的驾驶乐趣。优秀的悬架也可以保护零件，提高安全性并且降低维护成本。好的悬架能够保证承载的稳定性和力的稳定传递，必须就有足够的动容量和动行程，必须有好的柔顺性和平顺性，悬架的各个零件必须有足够的强度和刚度并且设计合理布置方便，成本底便于保养。由此可见悬架对于汽车的重要性，具有足够的研究意义。
1.2悬架的发展和国内外现状
最早的悬架是马车上的叶片弹簧悬架，到20 世纪中期，螺旋弹簧取代了叶片弹簧。汽车出现后，悬架的发展突飞猛进，出现了多种形式的弹簧。被动悬架的出现是悬架发展中的一大突破，但被动悬架的减振能力弱，只能适应平坦路面。如今的轿车基本上用的是麦弗逊式前悬架，被动悬架很少应用。随着科技的进步，人们生活质量的提高，美国通用公司在20世纪中期造出了主动悬架，主动悬架舒适和操纵稳定性高，适应不同路况并保持运行状态良好。世界各大汽车品牌和制造厂家对这种悬架产生兴趣。主动悬架虽然乘坐舒服，但它成本高维护费用高，结构相对复杂。1973年开始出现了半主动悬架，半主动悬架可以调节自身参数来适应路况。半主动悬结构简单耗能低，发展空间较广阔。
由于我国国情，我国汽车行业起步晚，而西方和日本等发达国家对半悬架的研究在上世纪八十年代就已经很成熟并且取得了好的效果。主动悬架出现的早，但至今没有很大的突破。目前只有少数豪华汽车在使用。而在我国并没有汽车采用主动悬架，只有某些高校对其展开过研究。
1.3本次设计的内容和意义
1.查阅相关文献，了解汽车前悬架类型及各类悬架的特点。
2.根据悬架设计的相关要求设计电动四轮驱动汽车的前麦弗逊悬架，并对悬架各个主要零部件进行具体结构设计。
3.设计弹簧弹性刚度和阻尼器阻尼系数。
4.对悬架前大臂和羊角进行工程图绘制，要求包含尺寸，精度和工艺要求。
5.设计分析前轮的定位参数。
本次毕业设计的意义：让自己对汽车的构造进一步理解，对汽车悬架有更深入的研究，让大学四年的专业知识得到好的发挥，为日后的工作打下好的基础。
第二章 悬架的组成和类
2.1悬架的组成
汽车悬架主要由弹性元件、减振装置和导向机构组成，还辅设有缓冲块和横向稳定器。弹性元件有弹簧、橡胶缓冲块等，用来传递和承受垂直载荷以及缓解路面不平带来的冲击。用来实现车身与车轮之间的弹性连接。弹性元件主要有钢板弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧、橡胶弹簧和螺旋弹簧等形式。
减振装置有减振器、缓冲块等，用来衰减振动吸收冲击能量。根据伸张和压缩两个方向的减振，减振器分为单向作用和双向作用式。目前使用最多的是双向作用式减振器。导向机构是传导作用力的机构，它决定了车轮之间的相互位移以及力的传递，是所有悬架必不可少的，导向机构控制者车轮的运动轨迹，决定了汽车的行驶方向以及稳定性。
2.2悬架的分类
按照功能原理的不同，悬架可分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架。
被动悬架是性能参数固定不变的悬架，不能适应复杂的路况。主动悬架可以使自身能源经过执行器主动干预振动的悬架，能适应多种路况且平顺性稳定性高。半主动悬架介于两者之间，自身虽无能源但有自动调节装置，可根据路况进行调节。
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