某小型车多连杆独立悬架结构设计(图纸)
某小型车多连杆独立悬架结构设计(图纸)[20200111193202]
悬架的主要功能是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，缓冲传给车身的冲击载荷，通过减震器衰减由车轮引起的簧上震动，保证汽车行驶的平顺性，保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特征，增强汽车的操纵稳定性，轻便性。 本文首先论述了悬架的分类、优缺点及国内外的研究现状，然后以福特福克斯车型为设计参照，使用传统设计方法设计计算后多连杆悬架，涵盖了选定悬架质量分配系数，选定车震频率、偏频比，计算悬架静挠度和动挠度，减震器行程及工作缸内径的选择及螺旋弹簧的直径、工作圈数设计等过程。再确定各个连杆结构的布置。最后三维建模，分析本次设计得出设计的优缺点。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:悬架,多连杆,结构布置,三维建模
目录
1 绪论 1
1.1 课背景及研究义 1
1.2 架的研究及其发展现状 1
1.3 本次设计的研究内容 2
2 悬架的结构设计分析与整体参数设计 2
2.1 悬架系统的简介与分类 2
2.2 独立悬架的特点 3
2.3 整体参数的设计 4
2.4 振动系统频率的选取与计算 4
2.5 悬架系统的静挠度的计算 5
2.6 悬架系统的动挠度设计计算 5
2.7 悬架系统刚度 6
3 减震器设计与计算 7
3.1 减震器的设计要求 7
3.2 减振器简述 7
3.3 阻尼系数的确定 9
3.5 减震器工作缸直径D的确定 12
4 螺旋弹簧的设计计算 15
4.1 弹性元件的设计要求 15
5 架系统的杆系设计 19
5.1 多连杆悬架简介 19
5.2 各个连杆在向平面内的布局方案 19
5.3 各个连杆长度的确定 20
6 基于soildworks的悬架的三维设计 21
6.1 多连杆悬架的三维建模 21
6.2 减振器三维零件图 24
6.3 总装配图 27
结论 28
致谢 29
参考文献 30
1 绪论
1.1 课背景及研究义
悬架是汽车结构组成中的必备系统，车架或（车身）与车轮轮毂是通过悬架来弹性地结合的。 其主要作用是传递车轮和车身之间的存在的力和力矩；降低复杂地面对车身的冲击力；减少车身的振动；保障汽车在各种路面情况下平稳行驶，从而大大提高汽车行驶的平稳能力。
能否合理的对悬架结构进行设计与选择相关设计参数，对驾驶者驾驶汽车操作的方便度、应对复杂路面开车的平稳对及驾车的舒适感有着重大的影响。随着科技的迅速发展、以及人们生活需求的提高，人们的乘驾选择也日新月异，无论是普通客车、货车、小轿车，还是高档的商务轿车、SUV，目的是提供一个更人性化的舒适的驾驶环境。
汽车悬架是衡量汽车质量的重要指标，它可以很好的减少路面对车辆的冲击力，减轻乘客因路面与车轮之间的振动造成的不适感。每一种车型对悬架的设计要求都有有不同的优化方案与打算。例如，载货汽车悬架对刚度要求高，应为要考虑安全，而自驾车要求更偏向于减少阻尼提高汽车驾驶舒适度。对于越野车，需要面对各种复杂地形，所以需要刚度可调。
设计合理的悬架，不仅可以减轻路面的冲击力给零件带来的损坏，还减少车辆面对路面恶劣条件的损坏率，降低了车辆的维修次数。而且车轮外倾角的设计也便于驾驶转向，悬架杆之间倾角的设计也有回正的作用，它可以控制车子的重心，利于行驶的安全，而前束角的设计，则相应的减小了轮胎的磨损。
总的来说，好的悬架不仅可以提高车辆驾驶的舒适度 ，而且还给驾驶人员的安
全给了有力的保障。所以悬架的的研究相对整车来说显得至关重要。
1.2 架的研究及其发展现状
谈到悬架的研究方式，主要就是对于悬架的控制力的研究，主动悬架、半主动悬架和被动悬架是悬架控制力研究的三大产物。就目前来说，主动悬架性能最好，但是其成本太高，而半主动悬架的性能次之，所以成本相对较少。最后，被动悬架与主动悬架相反，性能最差，但就成本而言最为便宜，所以在相当一段时间里，被动悬架仍
将广泛用于汽车悬架中，同时对于被动悬架的性能和结构参数都有很大的研究和上升空间。对于悬架本身，早期一开始般只用于普通轿车上，但是随着对乘坐舒适性的要求的提高，一些轻型货车和越野车上都开始采用了独立悬架，甚至连一些货车与开车应为人们对舒适感要求的提高也采用了独立悬架。在研究方面，国外与国外的研究方向不同，国外倾向于对悬架使汽车安全平稳运行的研究，侧重于悬架的设计方法与驾驶者驾驶操作方便的方向上。而对于国内，研究主要包括多个方面，例如怎样把独立悬架与转向轴进行连接，怎样设计符合要求的弹性元件，怎样确定车轮与悬架的位置关系，以及独立悬架整体与车身相互位置关系的确定。
就以后的发展形势看，自主开发是汽车产业的持续发展的保障，而由于现在对汽车平顺性和稳定性的要求，设计更加安全、智能和清洁的绿色智能悬架将成为以后的一个大趋势，同时对于悬架的开发和创新，离不开其他科学行业的发展。
1.3 本次设计的研究内容
通过对课题的了解以及查阅书籍对家用轿车的悬架进行设计研究：
1完成多连杆独立悬架的各个连杆结构的设计及整体装配结构的设计，大致确定各个连杆的性能和结构。
2分析和设计悬架性能的参数，并确定材料特性。
3对多连杆悬架实物进行参数测量，确定各个连杆数据画出图纸。
2 悬架的结构设计分析与整体参数设计
2.1 悬架系统的简介与分类
2.1.1 悬架系统的简介
悬架是由弹性元件、减震器、导向机构等组成用来连接车轮与车身并具备使汽车本身具有良好稳定性、操控性能、安全性和舒适性的一种支撑悬挂装置。
悬架一般包括以下几个部分：
(1)减振器
为了改善汽车的行驶平顺性, 在车轮上下跳过程中，减振器活塞在工作腔内进行往复运动，减震器产生阻尼力，从而迅速衰减汽车的振动，把碰撞产生的冲击力以热能的形式给抵消掉，从而达到衰减振动的目的。车身高度同时得到了改变，进而增强车轮和地面的附着力.现在家用小轿车车使用最多的减振器是筒式液力减振器。
(2)弹性元件
为了起到舒适性的作用，减震器不能迅速的改变车身的振动，所以在车轮受到大的冲击时，弹簧受到压缩，在冲击力转变为热能的同时，也是弹簧积攒了弹性势能，在下次受到振动过程中这些弹性势能会释放出来。汽车上弹性元件主要指钢板弹簧,螺旋弹簧,扭杆弹簧,气弹簧和橡胶弹簧。本次设计设计的弹性元件是螺旋弹簧。
(3)导向机构
传递力和力矩的机构是导向机构,它起到导向作用并控制能够控制车轮的运动轨迹。
(4)横向稳定杆
横向稳定杆的设计是为了保障汽车在面对复杂路段行驶时的稳定性，防止汽车发生翻车现象。
2.1.2 悬架的基本分类
1.根据导向机构结构的不同，可以把悬架分为独立悬架和非独立悬架两大类。
(1)非独立悬架的两侧车轮通过杆子连接不能相互独立运动。
(2)独立悬架的连接方式会使两侧车轮相互独立，互不影响。同时按照独立悬架的结构特点以悬架结构的复杂程度依次可分为单横臂式独立悬架；双横臂独立悬架；麦佛逊独立悬架；多连杆式独立悬架等。其中结构最复杂的是多连杆独立悬架。
悬架的主要功能是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，缓冲传给车身的冲击载荷，通过减震器衰减由车轮引起的簧上震动，保证汽车行驶的平顺性，保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特征，增强汽车的操纵稳定性，轻便性。 本文首先论述了悬架的分类、优缺点及国内外的研究现状，然后以福特福克斯车型为设计参照，使用传统设计方法设计计算后多连杆悬架，涵盖了选定悬架质量分配系数，选定车震频率、偏频比，计算悬架静挠度和动挠度，减震器行程及工作缸内径的选择及螺旋弹簧的直径、工作圈数设计等过程。再确定各个连杆结构的布置。最后三维建模，分析本次设计得出设计的优缺点。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:悬架,多连杆,结构布置,三维建模
目录
1 绪论 1
1.1 课背景及研究义 1
1.2 架的研究及其发展现状 1
1.3 本次设计的研究内容 2
2 悬架的结构设计分析与整体参数设计 2
2.1 悬架系统的简介与分类 2
2.2 独立悬架的特点 3
2.3 整体参数的设计 4
2.4 振动系统频率的选取与计算 4
2.5 悬架系统的静挠度的计算 5
2.6 悬架系统的动挠度设计计算 5
2.7 悬架系统刚度 6
3 减震器设计与计算 7
3.1 减震器的设计要求 7
3.2 减振器简述 7
3.3 阻尼系数的确定 9
3.5 减震器工作缸直径D的确定 12
4 螺旋弹簧的设计计算 15
4.1 弹性元件的设计要求 15
5 架系统的杆系设计 19
5.1 多连杆悬架简介 19
5.2 各个连杆在向平面内的布局方案 19
5.3 各个连杆长度的确定 20
6 基于soildworks的悬架的三维设计 21
6.1 多连杆悬架的三维建模 21
6.2 减振器三维零件图 24
6.3 总装配图 27
结论 28
致谢 29
参考文献 30
1 绪论
1.1 课背景及研究义
悬架是汽车结构组成中的必备系统，车架或（车身）与车轮轮毂是通过悬架来弹性地结合的。 其主要作用是传递车轮和车身之间的存在的力和力矩；降低复杂地面对车身的冲击力；减少车身的振动；保障汽车在各种路面情况下平稳行驶，从而大大提高汽车行驶的平稳能力。
能否合理的对悬架结构进行设计与选择相关设计参数，对驾驶者驾驶汽车操作的方便度、应对复杂路面开车的平稳对及驾车的舒适感有着重大的影响。随着科技的迅速发展、以及人们生活需求的提高，人们的乘驾选择也日新月异，无论是普通客车、货车、小轿车，还是高档的商务轿车、SUV，目的是提供一个更人性化的舒适的驾驶环境。
汽车悬架是衡量汽车质量的重要指标，它可以很好的减少路面对车辆的冲击力，减轻乘客因路面与车轮之间的振动造成的不适感。每一种车型对悬架的设计要求都有有不同的优化方案与打算。例如，载货汽车悬架对刚度要求高，应为要考虑安全，而自驾车要求更偏向于减少阻尼提高汽车驾驶舒适度。对于越野车，需要面对各种复杂地形，所以需要刚度可调。
设计合理的悬架，不仅可以减轻路面的冲击力给零件带来的损坏，还减少车辆面对路面恶劣条件的损坏率，降低了车辆的维修次数。而且车轮外倾角的设计也便于驾驶转向，悬架杆之间倾角的设计也有回正的作用，它可以控制车子的重心，利于行驶的安全，而前束角的设计，则相应的减小了轮胎的磨损。
总的来说，好的悬架不仅可以提高车辆驾驶的舒适度 ，而且还给驾驶人员的安
全给了有力的保障。所以悬架的的研究相对整车来说显得至关重要。
1.2 架的研究及其发展现状
谈到悬架的研究方式，主要就是对于悬架的控制力的研究，主动悬架、半主动悬架和被动悬架是悬架控制力研究的三大产物。就目前来说，主动悬架性能最好，但是其成本太高，而半主动悬架的性能次之，所以成本相对较少。最后，被动悬架与主动悬架相反，性能最差，但就成本而言最为便宜，所以在相当一段时间里，被动悬架仍
将广泛用于汽车悬架中，同时对于被动悬架的性能和结构参数都有很大的研究和上升空间。对于悬架本身，早期一开始般只用于普通轿车上，但是随着对乘坐舒适性的要求的提高，一些轻型货车和越野车上都开始采用了独立悬架，甚至连一些货车与开车应为人们对舒适感要求的提高也采用了独立悬架。在研究方面，国外与国外的研究方向不同，国外倾向于对悬架使汽车安全平稳运行的研究，侧重于悬架的设计方法与驾驶者驾驶操作方便的方向上。而对于国内，研究主要包括多个方面，例如怎样把独立悬架与转向轴进行连接，怎样设计符合要求的弹性元件，怎样确定车轮与悬架的位置关系，以及独立悬架整体与车身相互位置关系的确定。
就以后的发展形势看，自主开发是汽车产业的持续发展的保障，而由于现在对汽车平顺性和稳定性的要求，设计更加安全、智能和清洁的绿色智能悬架将成为以后的一个大趋势，同时对于悬架的开发和创新，离不开其他科学行业的发展。
1.3 本次设计的研究内容
通过对课题的了解以及查阅书籍对家用轿车的悬架进行设计研究：
1完成多连杆独立悬架的各个连杆结构的设计及整体装配结构的设计，大致确定各个连杆的性能和结构。
2分析和设计悬架性能的参数，并确定材料特性。
3对多连杆悬架实物进行参数测量，确定各个连杆数据画出图纸。
2 悬架的结构设计分析与整体参数设计
2.1 悬架系统的简介与分类
2.1.1 悬架系统的简介
悬架是由弹性元件、减震器、导向机构等组成用来连接车轮与车身并具备使汽车本身具有良好稳定性、操控性能、安全性和舒适性的一种支撑悬挂装置。
悬架一般包括以下几个部分：
(1)减振器
为了改善汽车的行驶平顺性, 在车轮上下跳过程中，减振器活塞在工作腔内进行往复运动，减震器产生阻尼力，从而迅速衰减汽车的振动，把碰撞产生的冲击力以热能的形式给抵消掉，从而达到衰减振动的目的。车身高度同时得到了改变，进而增强车轮和地面的附着力.现在家用小轿车车使用最多的减振器是筒式液力减振器。
(2)弹性元件
为了起到舒适性的作用，减震器不能迅速的改变车身的振动，所以在车轮受到大的冲击时，弹簧受到压缩，在冲击力转变为热能的同时，也是弹簧积攒了弹性势能，在下次受到振动过程中这些弹性势能会释放出来。汽车上弹性元件主要指钢板弹簧,螺旋弹簧,扭杆弹簧,气弹簧和橡胶弹簧。本次设计设计的弹性元件是螺旋弹簧。
(3)导向机构
传递力和力矩的机构是导向机构,它起到导向作用并控制能够控制车轮的运动轨迹
(4)横向稳定杆
横向稳定杆的设计是为了保障汽车在面对复杂路段行驶时的稳定性，防止汽车发生翻车现象。
2.1.2 悬架的基本分类
1.根据导向机构结构的不同，可以把悬架分为独立悬架和非独立悬架两大类。
(1)非独立悬架的两侧车轮通过杆子连接不能相互独立运动。
(2)独立悬架的连接方式会使两侧车轮相互独立，互不影响。同时按照独立悬架的结构特点以悬架结构的复杂程度依次可分为单横臂式独立悬架；双横臂独立悬架；麦佛逊独立悬架；多连杆式独立悬架等。其中结构最复杂的是多连杆独立悬架。
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