麦弗逊式独立悬架结构设计【字数：8728】
摘 要在汽车发展史上，悬架一直是其中不可或缺的一部分，其任务是连接轮胎和车架，缓解车体跳动的能量，吸收一部分振动，增加汽车的行驶稳定性，是让汽车更舒适安全和驾驶员降低开车困难度和增加舒适性的基本保障结构之一。本论文主要探究了麦弗逊式独立悬架的结构和参数进行分析，对于其不同部件转向节，减震器，弹簧，横摆臂等部件参数进行计算和设计。随后利用catia软件画出麦弗逊式独立悬架的基本结构，并且组建适当的组成装，最终完成设计说明书。本文研究的目的和意义是为了更好的理解和剖析麦弗逊式独立悬架的结构特性和运动特性来更优化的进行结构设计，并完善其设计方案。
目 录
1. 绪论 1
2. 麦弗逊式独立悬架简析 3
2.1 悬架的分类 3
2.2麦弗逊悬架的组成 4
3. 麦弗逊悬架工作特性与行程 6
3.1 悬架静挠度 6
3.2悬架动挠度 6
3.3悬架刚度 6
3.4弹性元件结构选择 7
3.5满载刚度的计算 7
3.6弹性元件的直径 7
3.7弹簧钢丝直径的计算d 8
3.8弹簧旋转比的计算 8
3.9曲度系数与轴向载荷的计算 8
4. 麦弗逊悬架的结构设计 9
4.1减震器结构分类与选择 9
4.2相对阻尼系数的ψ确定 10
4.4减震器最大卸荷力的计算 10
4.5减震器工作缸直径的计算 10
4.6横臂轴线布置形式的确定 11
4.7横摆臂长度的确认 12
5. 麦弗逊式独立悬架建模 13
5.1 减震器及其外围部件 13
5.2 转向节 14
5.3 下横臂 15
5.4 其他零部件 16
5.4.1 滑柱安装座 16
5.4.2 螺旋弹簧 17
5.4.3 螺栓 17
5.4.4衬垫 18
6. 总结 20
参考文献 21
致谢 22
绪论
现在人们日常出行都离不开汽 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
车,客户对其操纵稳定性和行驶平顺性有了更加迫切的需求,于是国内外都开始对其中悬架的常青树麦弗逊悬架进行过各式各样的改良。学者们就将各种柔性力学加入到仿真系统中进行模拟。一般来说悬架系统含有三种基本元件，弹性元件，减震器，下横臂，而在本次设计中首先我将介绍一下麦弗逊式独立悬架的功能与具体参考车型参数，随后将独立悬架设计中对减震器的结构进行参考和选定设计,。确定完悬架的参数过后进行CATIA三维建模和二维图纸确定。
首先参考的车型数据其汽车的前后轮距分别为一千五百八十和一千五百八十毫米，轴距为两千六百五十毫米，其整车的整备质量为一千五百二十一千克，最小离地间隙为一百八十毫米，最大总质量为一千八百二十千克。制动距离在初速度为三十千米每小时的情况下为五点六米，轮胎型号为186/60R14T，车子为手动五档。原型车辆为北京现代的一款车型数据，但是某些数据由于无法得到因此参照了同类型的车型。
目前总的设计流程：
为先为麦弗逊悬架计划设计工作行程特性和弹性设计。
随后对螺旋弹簧的参数进行标注和计算，具体包括弹簧的直径D，旋转比，轴向载荷，结构选择，满载刚度等进行设计。
对减震器的卸荷力，相对阻尼系数，横摆臂长度，横摆臂布置曲线，还有减震器的结构进行定向选择。
对自己设计的麦弗逊式独立悬架进行三维建模，随后进行二维图投影，并进行尺寸的标注。
对悬架的设计要求：
要求有优秀的操纵稳定性。
要求在各种工况比如在急加速急减速或者制动的工况下，要保证侧倾角度稳定，并且保持车身的稳定。
悬架要有减少从平地带来振动的功能和能力。
要保证带有此悬架的汽车有非常优秀的行驶稳定性。
要求有优秀的降低噪音的功能。
要求此悬架的结构保持紧凑，并且占用的空间要小。
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图2.1 汽车悬架组成示意图
麦弗逊式独立悬架简析
2.1 悬架的分类
悬架一般分为非独立悬架和独立悬架，这二者的区别在于非独立悬架是采取两边的车轮首先由一根整体的轴随后再和车架还有悬架相互连接，而独立悬架就相反，左右的车轮必定是通过各自的悬架和车身相互连接。
而这次我们采用的是独立悬架，独立悬架又被分为了很多种形态，比如有单斜臂式，扭转梁随动臂式，单横臂式，单纵臂式，双横臂式，双纵臂式等等类型。
图2.1 常见的独立悬架类型
(a)—双横臂式；(b)—纵臂式；(c)—烛式；(d)麦弗逊式
一般来说根据以上的形式结构的不同，而我们一般评价会从一下几个方面进行：
1.一般来说左右轮中心组成的平面和地面会在不同的瞬间形成不同的侧倾角度，而其相对于地面转动中心的位置成为侧倾中心，而按照平常来说侧倾中心不推荐过大，因为过大过后如果车身产生倾斜，这个不可避免，而且有可能轮距产生的变化也会更加大，最后导致的结果就是轮胎会剧烈的产生磨损。
2.在我们大部分的行驶过程中，不可避免的车轮会进行上下的跳动，而这种上下的跳动所带来的影响就是会让各个轮胎的定位参数同时发生相应的变化，在这里会变化的参数主要有主销后倾角，还有车轮前束，另外有主销后倾角，车轮外倾角等等。一般来说如果车轮的外倾角变化幅度过于庞大，那么将会严重影响汽车在轮胎上的磨损度，随后式关于主销后倾角的变化，如果其跳动量过大，产生的恶劣影响为使得轮胎发生剧烈摆振。
3.悬架在刚度上的大小会影响转向轮的性能，建议增大其转向轴上的悬架刚度，如果其过小，那么同样转向轮会进行摆振动。
2.2麦弗逊悬架的组成
目 录
1. 绪论 1
2. 麦弗逊式独立悬架简析 3
2.1 悬架的分类 3
2.2麦弗逊悬架的组成 4
3. 麦弗逊悬架工作特性与行程 6
3.1 悬架静挠度 6
3.2悬架动挠度 6
3.3悬架刚度 6
3.4弹性元件结构选择 7
3.5满载刚度的计算 7
3.6弹性元件的直径 7
3.7弹簧钢丝直径的计算d 8
3.8弹簧旋转比的计算 8
3.9曲度系数与轴向载荷的计算 8
4. 麦弗逊悬架的结构设计 9
4.1减震器结构分类与选择 9
4.2相对阻尼系数的ψ确定 10
4.4减震器最大卸荷力的计算 10
4.5减震器工作缸直径的计算 10
4.6横臂轴线布置形式的确定 11
4.7横摆臂长度的确认 12
5. 麦弗逊式独立悬架建模 13
5.1 减震器及其外围部件 13
5.2 转向节 14
5.3 下横臂 15
5.4 其他零部件 16
5.4.1 滑柱安装座 16
5.4.2 螺旋弹簧 17
5.4.3 螺栓 17
5.4.4衬垫 18
6. 总结 20
参考文献 21
致谢 22
绪论
现在人们日常出行都离不开汽 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
车,客户对其操纵稳定性和行驶平顺性有了更加迫切的需求,于是国内外都开始对其中悬架的常青树麦弗逊悬架进行过各式各样的改良。学者们就将各种柔性力学加入到仿真系统中进行模拟。一般来说悬架系统含有三种基本元件，弹性元件，减震器，下横臂，而在本次设计中首先我将介绍一下麦弗逊式独立悬架的功能与具体参考车型参数，随后将独立悬架设计中对减震器的结构进行参考和选定设计,。确定完悬架的参数过后进行CATIA三维建模和二维图纸确定。
首先参考的车型数据其汽车的前后轮距分别为一千五百八十和一千五百八十毫米，轴距为两千六百五十毫米，其整车的整备质量为一千五百二十一千克，最小离地间隙为一百八十毫米，最大总质量为一千八百二十千克。制动距离在初速度为三十千米每小时的情况下为五点六米，轮胎型号为186/60R14T，车子为手动五档。原型车辆为北京现代的一款车型数据，但是某些数据由于无法得到因此参照了同类型的车型。
目前总的设计流程：
为先为麦弗逊悬架计划设计工作行程特性和弹性设计。
随后对螺旋弹簧的参数进行标注和计算，具体包括弹簧的直径D，旋转比，轴向载荷，结构选择，满载刚度等进行设计。
对减震器的卸荷力，相对阻尼系数，横摆臂长度，横摆臂布置曲线，还有减震器的结构进行定向选择。
对自己设计的麦弗逊式独立悬架进行三维建模，随后进行二维图投影，并进行尺寸的标注。
对悬架的设计要求：
要求有优秀的操纵稳定性。
要求在各种工况比如在急加速急减速或者制动的工况下，要保证侧倾角度稳定，并且保持车身的稳定。
悬架要有减少从平地带来振动的功能和能力。
要保证带有此悬架的汽车有非常优秀的行驶稳定性。
要求有优秀的降低噪音的功能。
要求此悬架的结构保持紧凑，并且占用的空间要小。
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图2.1 汽车悬架组成示意图
麦弗逊式独立悬架简析
2.1 悬架的分类
悬架一般分为非独立悬架和独立悬架，这二者的区别在于非独立悬架是采取两边的车轮首先由一根整体的轴随后再和车架还有悬架相互连接，而独立悬架就相反，左右的车轮必定是通过各自的悬架和车身相互连接。
而这次我们采用的是独立悬架，独立悬架又被分为了很多种形态，比如有单斜臂式，扭转梁随动臂式，单横臂式，单纵臂式，双横臂式，双纵臂式等等类型。
图2.1 常见的独立悬架类型
(a)—双横臂式；(b)—纵臂式；(c)—烛式；(d)麦弗逊式
一般来说根据以上的形式结构的不同，而我们一般评价会从一下几个方面进行：
1.一般来说左右轮中心组成的平面和地面会在不同的瞬间形成不同的侧倾角度，而其相对于地面转动中心的位置成为侧倾中心，而按照平常来说侧倾中心不推荐过大，因为过大过后如果车身产生倾斜，这个不可避免，而且有可能轮距产生的变化也会更加大，最后导致的结果就是轮胎会剧烈的产生磨损。
2.在我们大部分的行驶过程中，不可避免的车轮会进行上下的跳动，而这种上下的跳动所带来的影响就是会让各个轮胎的定位参数同时发生相应的变化，在这里会变化的参数主要有主销后倾角，还有车轮前束，另外有主销后倾角，车轮外倾角等等。一般来说如果车轮的外倾角变化幅度过于庞大，那么将会严重影响汽车在轮胎上的磨损度，随后式关于主销后倾角的变化，如果其跳动量过大，产生的恶劣影响为使得轮胎发生剧烈摆振。
3.悬架在刚度上的大小会影响转向轮的性能，建议增大其转向轴上的悬架刚度，如果其过小，那么同样转向轮会进行摆振动。
2.2麦弗逊悬架的组成
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