摘要
当今社会，汽车工业的发展无时不刻都在影响着国家经济的发展，人类的进步离不开汽车工业的发展。在全球经济发展的大环境下，中国各个行业被其他国家的先进技术影响的同时，越来越多的外国企业和品牌传播到中国已经成为现实。在新的市场需求的推动下，对载货汽车前空气悬架进行改良和优化是当务之急。生产载货汽车前空气悬架的企业，必须充分考虑到在载货汽车前空气悬架运行中可能出现的问题，尽量使载货汽车前空气悬架的标准化程度越高越好，稳定和强度越来越好，国内载货汽车前空气悬架的研发及制造要与全球号召的稳固牢靠、性能稳定主题保持一致。载货汽车前空气悬架的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。
本次毕业设计的题目是载货汽车前空气悬架总成的设计，通过设计出载货汽车前空气悬架总成，来了解它的结构和工作原理，并对之进行优化，使得设计出来的载货汽车前空气悬架总成的结构更合理，更安全。
关键词：汽车载货汽车前空气悬架原理结构
Abstract
In today's society, the development of the automobile industry is affecting the development of the national economy, and the progress of human being can not be separated from the development of the automobile industry. In the global economic development environment, China's various industries are affected by the advanced technology of other countries at the same time, more and more foreign enterprises and brand spread to China has become a reality. Under the impetus of new market demand, it is urgent to improve and optimize the front air suspension. The production of truck air suspension of the enterprise, must give full consideration to the problems that may appear in the truck front air suspension operation, try to make the truck before the standardization of the air suspension, the higher the better, stability and strength is getting better and better, the domestic truck before R & D and manufacturing of air suspension to consistent with the call for a global firm, stable performance theme. The development of front air suspension is closely related to the progress of human society and the level of science and technology.
The topic of this graduation design is the truck front air suspension assembly design, through the design of the truck front air suspension assembly, to understand its structure and working principle, and the optimization, makes the design of truck front air suspension assembly structure more reasonable and more secure.
Keywords：Driving roller Crankshaft Processing craft Significance
目录
1 绪论 (1)
1.1课题的来源与研究的目的和意义 (1)
1.2本课题研究的内容 (2)
1.3悬架的概述............................. 错误！未定义书签。
1.4悬架的分类............................. 错误！未定义书签。
2 空气悬架结构 (7)
2.1空气悬架结构简介 (9)
3 载货汽车前空气悬架总体结构的设计 (12)
3.1推力杆的设计计算 (14)
3.2推力杆的强度计算与校核................. 错误！未定义书签。
3.3螺栓的选型计算......................... 错误！未定义书签。
3.4弹性元件的设计 (20)
3.5空气弹簧力学性能 (21)
3.6高度控制阀 (22)
4 悬架导向机构的设计 (24)
4.1悬架导向机构的概述及强度受力计算 (24)
4.2横向稳定杆的选择 (25)
4.3稳定杆的横向载荷及强度 (25)
4.4悬架及整车的刚度 (26)
结论 (27)
参考文献 (28)
致谢 (29)
1 绪论
1.1 课题的来源与研究的目的和意义
我国公路条件的改善为汽车空气悬架创造了基本的使用条件。国内高速公路的发展对汽车的操纵稳定性、平顺性、安全性提出了更高的要求，对空气悬架国内市场产生了很大的促进作用。此外，重型汽车对路面破坏机理的研究及认识进一步加深，政府对高速公路养护的重视，限制超载逐步在国内各地受到重视，使空气悬架在重型车市场的应用也将进一步扩大，为适应高速公路运输的需要，高级载货汽车和大型载货车都必须使用空气悬架。
载货汽车市场的快速发展将大大拉动空气悬架的需求增长。近几年，空气悬架的需求主要是与高等级载货汽车的销售量直接相关，据统计，我国高级载货汽车的市场以每年15％的速度增长。根据国家汽车行业“十五规划”要求：我国的载货汽车将“重点发展适应高速公路需要的大中型载货汽车，专用载货汽车底盘及关键总成”并“根据市场需求适当发展高档旅游载货汽车”。“十五规划”预测，2005年大中型载货汽车年需求量为12～16万辆(其中大型载货汽车为3～5万辆，中型载货汽车为9～11万辆)，2002年7月，交通部颁布实施《营运载货汽车类型划分及等级评定》(JT/T325-2002)行业标准，新颁布实施的标准里面对大中型载货汽车配置悬架类型作了规定，其中高级大中型载货汽车必须采用空气悬架，这为空气悬架产品的推广使用创造了一个良好的外部环境。
本论文主要对载货汽车前空气悬架进行设计。通过对载货汽车前空气悬架进行设计，来了解载货汽车前空气悬架的结构组成、工作原理以及以后的发展趋势和现状。
我国生产的载货汽车前空气悬架结构简陋，稳定系数始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的载货汽车前空气悬架的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，载货汽车前空气悬架的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的载货汽车前空气悬架势在必行！本文运用大学所学的知识，提出了载货汽车前空气悬架的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了载货汽车前空气悬架总的指导思想，从而得出了该载货汽车前空气悬架的优点是高效，经济，并且校正质量高，运行平稳的结论。
通过设计载货汽车前空气悬架，要求学生掌握大学四年所学到的知识，了解机械原理，机械设计，以及传动机构设计等方面的知识，综合运用绘图软件对载货汽车前空气悬架进行设计。通过本次毕业设计，综合提高学生的实际应用水平和设计能力。
相信此种载货汽车前空气悬架的出现将会大大提高载货汽车前空气悬架的稳定性和
质量，为企业的生产的年产能方面，以及经济效益方面能够带来显著的进步，同时也在某种程度上推进了汽车工业的不断发展。
1.2 本课题研究的内容
本次设计主要针对载货汽车前空气悬架进行设计，从载货汽车前空气悬架的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面：
（1）通过网络和图书馆查找各种关于载货汽车前空气悬架的相关资料，对载货汽车前空气悬架进行方案的比较和预定。
（2）分析载货汽车前空气悬架的结构与参数
（3）确定设计总体方案
（4）确定具体设计方案
（5）载货汽车前空气悬架图纸的绘制。
（6）说明书的整理
1.3悬架的概述
悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支承力）、纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都要传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车的正常行驶]1[。
现代汽车的悬架尽管有各种不同的结构形式，但是一般都由弹性元件、减振器和导向机构三部分组成。由于汽车行驶的路面不可能绝对平坦，路面作用于车轮上的垂直反力往往是冲击性的，特别是在坏路面上高速行驶时，这种冲击力将达到很大的数值。冲击力传到车架和车身时，可能引起汽车机件的早期损坏，传给乘员和货物时，将使乘员感到极不舒适，货物也可能受到损伤。为了缓和冲击，在汽车行驶系统中，除了采用弹性的充气轮胎之外，在悬架中还必须装有弹性元件，使车架（或车身）与车桥（或车轮）之间作弹性联系。但弹性系统在受到冲击后，将产生振动。持续的振动易使乘员感到不舒适和疲劳。故悬架还应当具有减振作用，使振动迅速衰减（振幅迅速减小）。为此，在许多结构形式的汽车悬架中都设有专门的减振器。
1.4 悬架的分类
根据导向机构型式的不同，汽车悬架又可分为非独立悬架和独立悬架。非独立悬架的结构特点是，左、右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架和车价（或车身）连接；独立悬
架的结构特点是，左、右车轮通过各自的悬架与车架（或车身）连接。
独立悬架是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架悬挂在车架或车身下面的。其优点是：质量轻，减少了车身受到的冲击，并提高了车轮的地面附着力；可用刚度小的较软弹簧，改善汽车的舒适性；可以使发动机位置降低，汽车重心也得到降低，从而提高汽车的行驶稳定性；左右车轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。不过，独立悬架存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点。现代轿车大都是采用独立式悬架，按其结构形式的不同，独立悬架又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬架等。
图1.2 独立悬架
非独立悬架的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架或车身的下面。非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上。
图1.3 非独立悬架
2 空气悬架结构
2.1空气悬架结构简介
空气弹簧悬架具有变刚度、刚度小、振动频率低、车身高度不变等优点。典型的机械式空气悬架主要包括以下几个部分：
(1)空气弹簧
空气弹簧是由橡胶囊所围成的一个密闭容器，在其中贮入压缩空气，利用空气的可压缩性实现其弹簧的作用。这种弹簧的刚度是可变的，因为作用在弹簧上的载荷增加时，容器内的定量气体气压升高，弹簧刚度增大。反之，当载荷减小时，弹簧内的气压下降，刚度减小，故空气弹簧具有较理想的弹性特性。
(2)导向机构
导向机构是承受汽车的纵向力、力矩及横向力。由于空气悬架只能承受垂直载荷，所以需要安装导向机构以承受横向力、纵向力及力矩以使车桥(或者车轮)按一定的轨迹相对车身或车架跳动。
(3)减振装置
减振装置主要是用来消耗振动能量，衰减振动。空气作为空气弹簧的工作介质，内摩擦极小，与板簧相比空气弹簧本身只有少量阻尼，所以空气悬架必须装有阻尼器，而且其阻尼要相应增加以达到迅速衰减振动的目的。但如果阻尼过大又会使反应迟钝并向车身传递过多的高频振动和冲击，所以减振器阻尼的匹配是否合理将影响悬架的性能。
(4)高度控制阀
高度控制阀是空气弹悬架系统的一个重要组成部分，其主要功能是：①随整车载荷变化保持合理的悬架行程；②高速时降低车身高度，保持车身稳定性，减少空气阻力；⑨在起伏不平的路面上，可以提高车身高度从而提高了汽车的通过性，空气弹簧的优越性通过安装高度控制阀充分的显现出来。
(5)其它附属装置
空气弹簧以压缩空气作为介质，所以必须装有压气机以产生压缩空气，另外为了进一步提高空气弹簧的性能大部分空气悬架还装有辅助气室。现如今，随着科技的迅速发展，很多高档的客车、轿车以及商用车上已经成功的使用了电控空气悬架，这种悬架使用高度传感器和电子控制单元来控制空气弹簧的充气和排气，从而更加提高了空气悬架的控制精度和反应速度。但在功能好的同时也有其缺点：这种汽车悬架的结构更为复杂，而且成本非常高。所以在国内应用的还不是很广泛，但是这是汽车悬架发展的必然趋势]3[。
3 载货汽车前空气悬架总体结构的设计
3.1推力杆的设计计算
本次设计的载货汽车前空气悬架的转推力杆主要是起到推动的功能，所以它的尺寸和强
度的校核计算非常重要。 （1）初步确定推力杆的直径
3.8133795513030
00=?=≥n p
A d mm （3.32）
根据工作条件，取60=d mm （2）传动推力杆受力分析
44.5144360
1026.9225
11=??==m t d T F N （3.33）
54.1731062222cos 2044.5144cos '''1=??== tg tg F F t r δαN （3.34） 57.712062222sin 2044.5144062222sin ''''''=??== tg tg F F t a αN （3.35）
（3）绘制传动推力杆的受力简图，求支座反力 ①垂直面支反力： 由∑=0C M ，得： 02
570
32=--a
r BY F L F L R （3.36）
N
L F L F R a r BY 13.6295.7612
/36057.7125.20254.17312/36023=?+?=+=
由∑=0Y ，得：
67.236013.62954.1731=+=+=BY r CY R F R N （3.37） ②水平面支反力： 由∑=0C M ，得：
032=-L F L R t BZ （3.38） 02.13685
.7615
.20244.514423=?==
L L F R t BZ N
由∑=0Z ，得：
56.309902.136854.1731=+=+=BZ r CZ R F R N （3.39） （4）作弯矩图： ①垂直面弯矩Y M 图： C 点
495.4790825.76113.6292=?==L R M BY CY N ·mm （3.40） ②水平面弯矩Z M 图： C 点
675.4780355.20267.23602=?==L R M BZ CZ N ·mm （3.41） ③合成弯矩M 图： C 点
153.676785675.478035495.4790822222=+=+=CZ CY M M M N ·mm （3.42）
（5）作转矩T 图： 6102.3?=T N ·mm （6）校核推力杆的强度： 按弯扭合成应力校核推力杆的强度
校核推力杆上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C ）的强度。由文献[1，15-5]可知，取6.0=α，推力杆的计算应力 3.14150
1.0)1026.96.0(153.676785)(3
2
522
32=???+=+=
W
T M c ασαMPa （3.43） 选定推力杆的材料为45钢，调质处理，由文献[1]表115-可知，[]601=-σMPa 。因此，
[]1-<σσca ，故安全。
（7）精确校核推力杆的疲劳强度 ①判断危险截面
从应力集中对推力杆的疲劳强度的影响来看，截面IV 和V 引起的应力集中最严重，而V 受的弯矩较大；从受载的情况来看，截面C 的应力最大，但应力集中不大，故C 面不用校核。只需校核截面V 。
②截面V 左侧
抗弯截面系数 2744001401.01.033=?==d W mm 3 （3.44） 抗扭截面系数 5488001402.02.033=?==d W T mm 3 （3.45） 截面V 左侧的弯矩M 为 628.6265705
.761705
153.676785=?
=M Mpa （3.46） 截面V 上的扭矩T 为 32000001=T MPa 截面上的弯曲应 28.2274400
628
.626570===
W M b σMpa （3.47） 截面上的扭转切应力83.5548800
3200000
1===
T T W T τMPa （3.48） 推力杆的材料为45钢，调质处理。由文献[1]表115-可知，
640=B σMPa ，2751=-σMPa ，1551=-τMPa 。
由文献[1] 附表83-可知，用插入法求出 8.2=σσ
εk ，
24.28.28.0=?=τ
τ
εk
推力杆按精车加工，由文献[1] 附图43-可知，表面质量系数为： 84.0==τσββ 推力杆未经表面强化处理，1=q β 固得综合系数为 99.2184
.01
8.211
=-+
=-+
=
σ
σ
σ
σβεk K （3.49） 43.2184
.01
24.211
=-+
=-+
=
τ
τ
τ
τβεk K 由文献[1] §13-，§23-可知，碳钢的特性系数 2.0~1.0=σ? 取1.0=σ? 1.0~05.0=τ? 取05.0=τ? 所以推力杆在截面V 左侧的安全系数为
34.400
1.028.299.2275
1=?+?=+=-m b K S σ?σσσσσ （3.50）
02.192
83.505.02
83.543.2275
1=?
+?=+=
-m a K S τ?ττττστ （3.51）
5.122.1702
.1934.4002.1934.402
2
2
2
=>=+?=
+=
S S S S S S ca τ
στσ （3.52）
故该推力杆在截面V 左侧的强度是足够的。
3.2推力杆的强度计算与校核
截面V 右侧
抗弯截面系数 2197001301.01.033=?==d W mm 3 抗扭截面系数 4394001302.02.033=?==d W T mm 3 截面V 左侧的弯矩M 为
628.6265705
.761705
153.676785=?
=M MPa 截面V 上的扭矩T 为 3200000=T MPa 截面上的弯曲应力 85.2219700
628.626570===W M b σMPa 截面上的扭转切应力 28.7439400
32000001===
T T W T τMPa 截面上由于推力杆肩而形成的理论应力集中系数σα及τα按文献[1]附表23-查取。因
023.01303==d r ，08.1130
140
==d D ， 05.2=σα，3.1=τα
又由文献[1]附图13-可得推力杆的材料的敏感系数为 83.0=σq ，87.0=τq
故有效应力集中系数按文献[1，附43-]为
87.1)105.2(83.01)1(1=-?+=-+=σσσαq k （3.53） 26.1)13.1(87.01)1(1=-?+=-+=ττταq k
由文献[1]附图23-可得推力杆的截面形状系数为58.0=σε
由文献[1]附图33-可得推力杆的材料的敏感扭转剪切尺寸系数为76.0=τε 综合系数为 41.3184
.01
58.087.111
=-+=
-+
=
σ
σ
σ
σβεk K 84.1184
.01
76.026.111
=-+=
-+
=
τ
ττ
τβεk K 所以推力杆在截面V 左侧的安全系数为 29.280
1.085.241.3275
1=?+?=+=-m a K S σ?σσσσσ
96.242
05.02
84.1275
1=?
+?=+=
-m a K S τ?ττττστ
5.172.1896
.2429.2896.2429.282
2
2
2
=>=+?=
+=
S S S S S S ca τ
στσ
故该推力杆在截面V 左侧的强度是足够的。
3.3螺栓的选型计算
螺栓的强度在机械联接中至关重要，特别是在重要的场合，其强度校核和计算尤其重要。其受力简图如上图所示，图中以合力代替均匀分布的作用力假设应力在剪切面内是均匀分布的，若为剪切面面积，则应力为：
与剪切面相切，故为剪应力。 2、挤压实用计算
在工程上也使用相似剪切的计算方法，假设挤压应力是均匀分布的，则
挤压面面积为挤压面的正投影面积。对于平键接触面面积就是挤压面面积；对于螺栓挤压面面积就是直径平面面积，其值为。
3、强度条件
剪切和挤压的强度条件如下：
剪切强度条件：≤
挤压强度条件：≤
式中
塑性材料：
脆性材料：
先按剪切强度设计：
≤? ≤
d≥
再用挤压强度条件设计，挤压力为，所以
≤? ?≤
d≥
最后得到螺栓的抗大强度和抗剪强度是合适的。
3.4 弹性元件的设计
空气悬架多应用于大型客车和无轨电车上，在高级轿车、长途运输重型载货汽车和挂车上有所应用。其弹性元件是由夹有帘线的橡胶囊或模和充入其内腔的压缩空气所组成的。这种悬架除弹性元件、减振器和导向机构外，一般还装有车身高度调节装置。
由于空气弹簧可以设计的比较柔软，因而空气悬架可以得到较低的固有频率，同时空气弹簧的变刚特性使得这一频率在较大的载荷变化范围内保持不变，从而提高了汽车的平顺性。空气悬架的另一个优点在于通过调节车身高度使得大客车的地板高度和载货汽车的
货箱高度哦随载荷的变化基本保持不变。此外，空气悬架还具有空气弹簧寿命长、质量小以及噪音低等一些优点。
按照结构特点，空气弹簧可以分为囊式和膜式两大类，囊式空气弹簧结构相当简单，制造方便，但刚度较高，因而常用于大型客车、无轨电车和载货汽车，并且常配有辅助气室以降低弹簧刚度，膜式空气弹簧刚度小，适应于用作轿车悬架，但同等空气压力和尺寸下其承载能力小，并且动刚度会增大]7[。
本设计的膜式的空气弹簧。
图5.1 空气弹簧
3.5 空气弹簧力学性能
空气弹簧的支承、弹性作用取决于空气弹簧内的压缩空气。容积比、气体压缩系数基本上决定了理想空气弹簧的力学性能。
空气弹簧是利用橡胶气囊内压缩空气的反作用力作为弹性恢复力的弹性元件。刚度是空气弹簧的重要性能参数，用如下理论公式空气弹簧垂直刚度K 计算：
?
?????+??=
x a a d d P V
A p k 2
γ (5.1)
式中γ为刚度比，Pa 为绝对压力（kg /2cm ），A 为空气弹簧的有效面积2cm ，V 为弹簧的体积3
cm ，P 为示压强2
/cm kg
由式（4一l ）可知，空气弹簧的有效承压面积及其交化率对空气弹簧刚度的影响显著。囊式空气弹簧工作时有效承压面积交化率较大，弹簧刚度较大。由于分担气囊形变的曲囊越多，气囊有效承面积变化率越小，因此曲囊增多可减小囊式空气弹簧的刚度。在橡胶气囊正常工作气压范围内，膜式空气弹簧的有效承压积面变化率比囊式气弹簧小，即膜式空气弹簧的刚度比囊式空气簧小。同时，膜式空气弹簧可以通过改变活塞底部形状来控制有效承压面积变化率，以获得理想弹性特性。另外，囊式空气弹簧可以通过添加辅助气室，膜式空气弹簧可利用活塞底座空心内腔作为辅助气室来增大气体体积，从而降低弹簧刚度]
8[。
前悬的空气弹簧刚度K 计算:
69
.542524840
2=?=
=f
fu f A W P 2
/cm kg
2
/69.61cm kg p p f a =+=
425=f A 2cm V =10600 2cm
125
.369.510600
42569.62
?+??=
γf K =114γ+17.78
当静刚度比γ=1时 =f K 131.78 cm kg / 当动刚度比γ=1.4时 =
f K 177.38 cm k
g /
用下式计算固有频率：
W gk
f π
πω212==
（5.2）
式中g 为重力加速度9802
/s cm ;W 为簧上质量
当用静刚度比时则
16
.1242078
.13198021=?∏=
f z H 2.11≤≤f 合格
当用动刚度比时则
35
.1242038
.17798021=?∏=
f z H 4.12.1≤≤f 合格
弹簧的刚度公式为
???
???+??=
x a a d d P V
A p k 2
γ
从中可以看出，要想获得较软的刚度，应该增大V ，但在布置上又不允许占用过高的空间，因而常常采用增加辅助气室的办法来达到增大V ，减小刚度的目的。
由于空气弹簧无法承受侧向力及转矩，必须为悬架选择恰当的导向杆系。目前常用的有以下三种方式：①用钢板弹簧作为导向元件，这种方法的优点在于可以利用以前的零部件，便于改装，同时板簧与空气弹簧联合作用可使悬架弹性特性更接近理想，悬架的偏频在很大载荷范围内近似保持不变。②纵臂式，这种方式增加了设计的灵活性，可以较好地保证悬架的纵倾特性，车轮跳动时主销倾角的变化量也能满足要求。③A 型架式，实际上为纵臂式的变形，其侧向刚度较大，可减小车身侧向摆动的加速度，从而减小悬架中出现的附加载荷，多用于重型车的悬架。在轿车上，一般前悬采用双横臂，后悬采用纵臂式导向机构。
空气悬架车身高度调节机构是一端固定在车架、一端固定在车身上的联动阀，当车引高度变化时，阀动作打开相应的气路，向弹簧气室中补充或由弹簧气室放出空气，达到测节车身高度的目的。
汽车在正常行驶过程中，由于垂向振动或侧倾，车身与车桥之间总会发生相对位移。在设计车身高度调节器时，必须采取必要的措施以防止在此类情况下车身高度调节器频繁动作]
9[。
3.6 高度控制阀
高度控制阀是空气悬架系统的重要组成部分，其作用是保证车辆在任何静载荷下与路面保持一定的高度，而且空气弹簧的优势也只有在采用了高度控制阀的情况下才能充分体现。
高度控制阀（以下称高度阀）分为机械式和电磁式，按组成分为带延时机构和不带延时机构。考虑到目前国内空气悬架多采用机械式高度阀，因此针对带延时机构和不带延时机构的两种机械式高度阀进行研究。
不带延迟机构的高度阀工作原理：车体荷重增加时，车体下降，空气弹簧压缩，控制杆被推向上方，凸轮转动带动活塞顶开进、排气阀，风缸中的压缩空气通过一段节流通道流入空气弹簧；车架恢复到一定高度后，控制杆会返回平衡位置，此时进气阀被关闭，压缩空气关断。当车体荷重减少时，车体上升，空气弹簧伸长，与荷重增加时情况相反，控制杆被拉下，进、排气阀打开，空气弹簧内的空气经节流通道和活塞内的通道排出]10[。
4 悬架导向机构的设计
4.1 悬架导向机构的概述及强度受力计算
空气悬架的主要组成部分除了空气弹簧以外，还有导向杆件、减振器、横向稳定器、高度控制组件及缓冲限位部件等组成。其中，导向机构发挥着非常重要的作用。
导向传力机构是空气悬架中的重要部件，要承受汽车的纵向力、侧向力及其力矩，因此要有一定的强度，布置方式要合理，避免运动干涉。空气弹簧在悬架中主要承受垂直，减振、消振，如果导向机构设计得不合理，则会增加空气弹簧的负担，甚至会发生扭曲、摩擦等现象，恶化减振效果，缩短弹簧的寿命。
汽车空气悬架导向机构的主要作用是：①在车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间传递力或力矩。②使车桥(或车轮)按一定轨迹相对车身或车架跳动。
图4.1 导向杆受力分析
图4.2 导向杆断面图
26.0f f W F =
（6.1）
W
s h b W f ???? ??+=6.02
（6.2）
f uf F c e R ?=
(6.3)
F
lf F c e R ??? ??+=
121
A R uf
u =
σ
（6.4）
A R lf
l =
σ
(6.5)
式中c=337 mm e=346.4 mm A=844.46 2
m m 得74972=F W kg 2.4498=f F kg
6.4623=uf R kg
9.4560=lf R kg
A R uf
u =σ=5.47 2
/mm kg
A R lf
l =
σ=5.4 2/mm kg
导向杆材料的48=B σ 2/mm kg 28=Y σ 2
/mm kg
则高的破坏安全率及降伏安全率分别为
47.548
=
B SF =8.7＞1.6 合格
47.528
=
Y SF =5.1＞1.3 合格
则低的破坏安全率及降伏安全率分别为
4.548
=
B SF =8.9＞1.6 合格
4.528
=
Y SF =5.19＞1.3 合格
专业课程设计说明书题目：商用汽车后悬架设计 学院机械与汽车学院 专业班级 10车辆工程一班 学生姓名 学生学号 201030081360 指导教师 提交日期 2013 年 7 月 12 日 1
一．设计任务：商用汽车后悬架设计 二．基本参数：协助同组总体设计同学完成车辆性能计算后确定 额定装载质量5000KG 最大总质量8700KG 轴荷分配 空载前：后52:48 满载前：后32:68 满载校核后前：后33：:67 质心位置： 高度：空载793mm 满载1070mm 至前轴距离：空载2040mm 满载2890mm 三．设计内容 主要进行悬架设计，设计的内容包括： 1．查阅资料、调查研究、制定设计原则 2．根据给定的设计参数(发动机最大力矩，驱动轮类型与规格，汽车总质量和使用工况，前后轴荷，前后簧上质量，轴距，制动时前轴轴荷转移系数，驱动时后轴轴荷转移系数)，选择悬架的布置方案及零部件方案，设计出一套完整的后悬架，设计过程中要进行必要的计算。 3．悬架结构设计和主要技术参数的确定 （1）后悬架主要性能参数的确定 （2）钢板弹簧主要参数的确定 （3）钢板弹簧刚度与强度验算 2
（4）减振器主要参数的确定 4．绘制钢板弹簧总成装配图及主要零部件的零件图 5．负责整车质心高度和轴荷的计算和校核。 *6．计算20m/s车速下，B级路面下整车平顺性(参见<汽车理论>P278 题6.5之第1问)。 四．设计要求 1．钢板弹簧总成的装配图，1号图纸一张。 装配图要求表达清楚各部件之间的装配关系，标注出总体尺寸，配合关系及其它需要标注的尺寸，在技术要求部分应写出总成的调整方法和装配要求。 2．主要零部件的零件图，3号图纸4张。 要求零件形状表达清楚、尺寸标注完整，有必要的尺寸公差和形位公差。在技术要求应标明对零件毛胚的要求，材料的热处理方法、标明处理方法及其它特殊要求。 3．编写设计说明书。 五．设计进度与时间安排 本课程设计为2周 １．明确任务，分析有关原始资料，复习有关讲课内容及熟悉参考资料0.5周。 ２．设计计算0.5周 ３．绘图0.5周 ４．编写说明书、答辩0.5周 3
前言 本小组程设计的课题是悬架的设计。在选择车型时我们参考以下几个要求：可靠，坚固，耐用，使用成本较低，油耗处于国内中等水平，为当前主流技术水平，车型新颖等等。所以，悬架的设计宜选用成熟技术，零部件，彻底的贯彻“三化”原则，较为合理的成本控制。选择参考车型为日产NV200。 悬架是现代汽车的重要组成部分之一。因而悬架设计成功与否，极大的影响汽车的操纵稳定性和平顺性，对整车性能有着重要的影响。在汽车市场竞争日益加剧的今天，人们对汽车的性能的认识更多的靠更为直接的感观感受，而这种感官感受都是由汽车悬架传递给驾驶者的，人们对汽车悬架的设计也是越来越重视。 因此，对汽车操纵稳定性﹑平顺性的提升成为了各大汽车厂商的共识。与此关系密切的悬架系统也被不断改进，主动半主动悬架等具有反馈的电控系统在高端车辆上的应用日趋广泛。无论定位高端市场，还是普通家庭的经济型轿车，没有哪个厂家敢忽视悬架系统及其在整车中的作用。这一切，都是因为悬架系统对乘员的主观感受密切联系。悬架系统的优劣，乘员在车上可以马上感受到。 现在悬架的设计也是国内汽车厂商一个重要提升的方向。以前对汽车的要求相对较低，国人更注重外观和汽车配置方面的要求，因此对汽车悬架的概念及要求并没有很高的要求。随着现在人们对汽车操纵稳定性﹑平顺性越来越重视，人们不仅需要一辆好看配置高的车，更需要一辆好开乘坐舒适的车。因此现在国内出现很多汽车厂商将新汽车的悬架设计及调校交给国外一些有实力汽车厂商，这也实实在在的提升了自身车型的市场竞争力，不过从另一方面也反映出国内悬架设计及调校所存在的问题，也使我们知道悬架设计的重要性，从而让我们对汽车悬架设计更加重视。 悬架从无到有，是人们对汽车稳定性﹑平顺性不断追求下诞生。悬架从简单到复杂，是人们对更高的汽车稳定性﹑平顺性和操纵稳定性的不断追求。所以对悬架设计的重视，就能使整车性能得以提升，从而提高车型的竞争力，赢得更好的表现。 而悬架设计涉及到部件与整体的关系。一句话：整体离不开部件，部件也成不了整体。整体可以提供部件提供不了的功能，反过来部件又对整体有着重要影响。 正因为悬架在现代汽车上的重要重要作用，应该重视汽车悬架的设计。只有认真，严谨的设计才能确保其与整车的完美匹配。而要做到这一点，就必须，查阅大量相关书籍，图册，行业和国家标准。 这些是对我们这些将来要从事汽车设计，制造工作的工科出身的大学生的必须经历的一个必不可少的训练。没有经过严格的训练的洗礼，是不可能具备这种专业精神和素质的。通过这样的设计让我们对汽车整体及局部有更好更深的认识，使我们在今后的学习及工作道路上有更好的适应性，从而提高自身实力。
汽车钢板弹簧悬架设计 （１）、钢板弹簧种类 汽车钢板弹簧除了起弹性元件作用之外,还兼起导向作用,而多片弹簧片间磨擦还起系统阻尼作用。由于钢板弹簧结构简单，使用维修、保养方便，长期以来钢板弹簧在汽车上得到广泛应用。目前汽车使用的钢板弹簧常见的有以下几种。 ①通多片钢板弹簧,如图1-ａ所示，这种弹簧主要用在载货汽车和大型客车上，弹簧弹性特性如图2-ａ所不,呈线性特性。 变形 载荷变形 载荷变形载荷 图1 图2 ②少片变截面钢板弹簧，如图1-ｂ所不,为减少弹簧质量，弹簧厚度沿长度方向制成等厚，其弹性特性如一般多片钢板弹簧一样呈线性特性图2-ａ。这种弹簧主要用于轻型货车及大、中型载货汽车前悬架。 ③两级变刚度复式钢板弹簧，如图１-c 所示，这种弹簧主要用于大、中型载货汽车后悬架。弹性特性如图2－b 所示，为两级变刚度特性，开始时仅主簧起作用，当载荷增加到某值时副簧与主簧共同起作用，弹性特性由两条直线组成。 ④渐变刚度钢板弹簧,如图1-d 所示,这种弹簧多用于轻型载货汽车与厢式客车后悬架。副簧放在主簧之下,副簧随汽车载荷变化逐渐起作用,弹簧特性呈非线性特性,如图2-c 所示。
多片钢板弹簧 钢板弹簧计算实质上是在已知弹簧负荷情况下,根据汽车对悬架性能(频率)要求,确定弹簧刚度,求出弹簧长度、片宽、片厚、片数。并要求弹簧尺寸规格满足弹簧的强度要求。 3.1钢板弹簧设计的已知参数 1)弹簧负荷 通常新车设计时,根据整车布置给定的空、满载轴载质量减去估算的非簧载质量，得到在每副弹簧上的承载质量。一般将前、后轴,车轮，制动鼓及转向节、传动轴、转向纵拉杆等总成视为非簧载质量。如果钢板弹簧布置在车桥上方，弹簧3/4的质量为非簧载质量，下置弹簧，1／４弹簧质量为非簧载质量。 2)弹簧伸直长度 根据不同车型要求,由总布置给出弹簧伸直长度的控制尺寸。在布置可能的情况下,尽量增加弹簧长度，这主要是考虑以下几个方面原因。 ①由于弹簧刚度与弹簧长度的三次方成反比,因此从改善汽车平顺性角度看，希望弹簧长度长些好。 ②在弹簧刚度相同情况下，长的弹簧在车轮上下跳动时，弹簧两卷耳孔距离变化相对较小，对前悬架来说,主销后倾角变化小,有利于汽车行驶稳定性。 ③增加弹簧长度可以降低弹簧工作应力和应力幅,从而提高弹簧使用寿命。 ④增加弹簧长度可以选用簧片厚的弹簧，从而减少弹簧片数,并且簧片厚的弹簧对提高主片卷耳强度有利。 3）悬架静挠度 汽车簧载质量与其质量组成的振动系统固有频率是评价汽车行驶平顺性的重要参数。悬架设计时根据汽车平顺性要求,应给出汽车空、满载时前、后悬架频率范围。如果知道频率，就可以求出悬架静挠度值c δ。选取悬架静挠度值时,希望后悬架静挠度值2c δ小于前悬架静挠度值1c δ,并且两值最好接近,一般推荐：
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 毕业设计（论文）客车悬架系统设计计算说明书 院系：长安大学汽车学院 指导教师：张平 专业班级： 22010803 学生姓名：杨文亮 2012年6月18日
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 摘要 目前我国的客车普遍采用的是传统钢板弹簧悬架，只有少数的高级客车才配置了空气悬架。传统钢板弹簧的结构简单，成本较低。而相对于传统机械钢板弹簧悬架而言，空气悬架具有乘坐更舒适、更好改善车辆的行驶平顺性等显著优点，但是造价也相对较高。 本文针对客车的悬架设计，在传统钢板弹簧悬架的基础上对前悬进行改进，前悬采用钢板弹簧与空气弹簧并联的混合式空气悬架，而后悬采用主副复合式钢板弹簧悬架。前悬的混合式空气悬架能满足驾驶员舒适性的要求，而后悬架的主副复合式钢板弹簧降低了整车的生产成本。 对前、后悬架的主要零部件的尺寸进行设计计算，并运用CATIA进行建模和装配。关键词混合式空气悬架，CATIA，主副复合式钢板弹簧悬架
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ ABSTRACT At present, buses generally use the traditional leaf spring suspension in our country , only a handful of senior buses was equipped with air suspension. Traditional leaf spring structure is simple and with low cost . In contrast to traditional mechanical leaf spring suspension, the air suspension has more significant advantages, such as , more comfortable to ride, better improvement of the vehicle ride comfort. However , the cost is relatively high. This paper is about the bus suspension design .to improve the front suspension on the basis of the traditional leaf spring suspension , front suspension uses hybrid air suspension combined parallel with leaf springs and air springs , and then rear suspension uses primary and secondary compound leaf spring suspension. the front air suspension can meet the requirements of driver comfort , but leaf spring in the rear suspension can reduce the manufacturing cost. Design and calculate the size parameters of the main components in the front and rear suspension, and modeling and assembly in use of CATIA. KEYWORDS: hybrid air suspension ,catia ,primary and secondary compound leaf spring suspension
汽车悬架设计毕业论文 目录 摘要............................................ 错误!未定义书签。目录............................................................ I 绪论 (1) 1.1汽车悬架概述 (1) 1.2论文研究的背景及意义 (2) 1.3 毕业论文研究容 (2) 第2章汽车悬架概述 (3) 2.1悬架基本概念 (3) 2.1.1悬架概念 (3) 2.1.2悬架最主要的功能 (3) 2.1.3悬架基本组成 (3) 2.1.4悬架类型 (4) 2.2悬架系统研究与设计的领域 (4) 2.3悬架设计要求 (4) 2.4悬架的主要特性 (5) 2.4.1 悬架的垂直弹性特性 (5) 2.4.2 减振器的特性 (6) 2.5 本章小结 (6) 第3章悬架对汽车主要性能的影响 (7) 3.1悬架对汽车平顺性的影响 (7) 3.1.1悬架弹性特性对汽车行驶平顺性的影响 (7) 3.1.2悬架系统中的阻尼对汽车行驶平顺性的影响 (10) 3.1.3非簧载质量对汽车行驶平顺性的影响 (11) 3.1.4改善平顺性的主要措施 (12) 3.2悬架与汽车操纵稳定性 (12) 3.2.1 汽车的侧倾 (12) 3.2.2侧倾时垂直载荷对稳态响应的影响 (14) 3.3本章小结 (16) 第4章悬架主要参数的确定 (16) 4.1 悬架静挠度的计算 (17) 4.2 悬架动挠度的计算 (17)
第5章双横臂独立悬架导向机构的设计 (19) 5.1 导向机构设计要求 (19) 5.2导向机构的布置参数 (19) 5.2.1侧倾中心 (19) 5.2.2侧倾轴线 (20) 5.2.3纵倾中心 (20) 5.2.4悬架横臂的定位角 (21) 5.2.5纵向平面上、下横臂的布置方案 (21) 5.2.6横向平面上、下横臂的布置方案 (22) 5.2.7水平面上、下横臂摆动轴线的布置方案 (23) 5.2.8上、下横臂长度的确定 (24) 5.3 前轮定位参数与主销轴的布置 (25) 5.3.1主销偏移距 (25) 5.3.2四个前轮定位参数的初步选取 (26) 第6章弹性元件的计算 (28) 6.1 螺旋弹簧的刚度 (28) 6.1.1螺旋弹簧的刚度 (28) 6.1.3弹簧校核 (31) 6.2 小结 (31) 第7章振器的结构类型与主要参数的选择 (32) 7.1 减振器的分类 (32) 7.2 双筒式液力减振器工作原理 (32) 7.3 减震器参数的设计计算 (35) 7.3.1相对阻尼系数的确定 (35) 7.3.2减震器阻尼系数的确定 (35) 7.3.3减震器最大卸荷力的确定 (36) 7.3.4减震器工作缸直径的确定 (37) 第8章横向稳定杆设计计算 (39) 8.1 横向稳定杆的作用 (39) 8.2 横向稳定杆参数的选择 (39) 第9章导向机构的仿真设计 (41) 9.1 仿真设计及分析 (41) 9.1.2前轮外倾角（camber）变化 (43) 9.1.3前轮前束角（toe）的变化 (43) 9.1.4主销倾角（kingpin）的变化 (44)
前言 悬架是现代汽车的重要组成部分之一。虽然并非汽车在行进必不可少的装备，但如果没有悬架，将极大的影响汽车的操纵稳定性和平顺性。悬架对整车性能有着重要的影响。在汽车市场竞争日益加剧的今天，人们对汽车的性能的认识更多的靠更为直接的感观感受，而非他们不太懂得的专业术语。 因此，对汽车操纵稳定性﹑平顺性的提升成为了各大汽车厂商的共识。与此关系密切的悬架系统也被不断改进，主动半主动悬架等具有反馈的电控系统在高端车辆上的应用日趋广泛。无论定位高端市场，还是普通家庭的经济型轿车，没有哪个厂家敢忽视悬架系统及其在整车中的作用。这一切，都是因为悬架系统对乘员的主观感受密切联系。悬架系统的优劣，乘员在车上可以马上感受到。 “木桶理论”，很多人都知道，整车就好比是个“大木桶”，悬架是它的一片木板。虽然，没有悬架的汽车还是可以跑动的，但是坐在上面是很不舒服的。坐过农用车货厢的人，对此应该是颇有些体会的，即便是较好的路况，在上面也是颠来颠去的。因为它的悬架很简单，对平顺性和操纵稳定性考虑的很少。只有当悬架这块木板得到足够重视，才能使整车性能得以提升。否则，只能是句空话。 正因为悬架在现代汽车上的重要重要作用，应该重视汽车悬架的设计。只有认真，严谨的设计才能确保其与整车的完美匹配。而要做到这一点，就必须，查阅大量相关书籍，图册，行业和国家标准。
这些是对我们这些将来要从事汽车设计，制造工作的工科出身的大学毕业生的必须经历的一个必不可少的训练。没有经过严格的训练的洗礼，是不可能具备这种专业精神和素质的。 目录
前言 (1) 第一章悬架的功用 (4) 第二章悬架系统的组成 (6) 第三章悬架的类型及特点 (7) §3.1非独立悬架的分类及特点 (8) §3.2独立悬架分类及特点 (9) 第四章匹配车型的选择 (13) 第五章悬架主要参数的确定 (15) §5.1悬架静挠度 f (15) c §5.2悬架的动挠度 f (16) d 第六章弹性元件的计算 (19) §6.1弹簧形式、材料的选择 (19) §6.2确定弹簧直径及刚度 (19) §6.3其他参数的计算 (20) §6.4弹簧的校验 (21) 第七章减振器的设计 (21) 第八章独立悬架导向机构的设计 (26) §8.1导向机构的布置参数 (26) §8.2 麦弗逊式悬架导向机构设计 (28) 第九章悬架系统的辅助元件 (31) 第十章展望—未来的汽车悬架 (33) 小结 (34) 参考文献 (36)
（汽车行业）汽车悬架设计 论文
轻型汽车悬架设计 THE DESIGN OF A LIGHT TRUCK`S SUSPENSION 2009 年6月
摘要 本文主要研究轻型货车的前后悬架设计分析方法，以及悬架运动与前轮定位参数的变化关系。 首先根据设计给定的四个参数对整车进行总体设计，包括整车的尺寸参数、质量参数和性能参数，在选择这些参数的时候可以通过国家标准以及相关的经验参数得到，在选择之后进行了相关的验证，保证各参数能达到各项性能的基本要求。在总体设计完成之后，对前后悬架进行方案的选择，本设计前悬架采用麦弗逊独立悬架，后悬架采用纵置钢板弹簧。然后对悬架的性能参数进行选择，包括前后悬架的偏频、相对阻尼系数、非簧载质量以及影响操稳性的侧倾中心高度和侧倾刚度，还有影响纵向稳定性的纵倾中心高度等。在选择完基本参数后，对悬架的弹性元件（前悬架为螺旋弹簧。后悬架为钢板弹簧）进行设计计算，包括刚度和强度等的校核，使设计的弹簧能满足设计的偏频要求。之后设计前独立悬架的导向机构，设计包括侧倾中心、纵倾中心以及下控制臂的位置等。为前、后悬架匹配减振器，计算减振器的尺寸，并且验算减振器是否满足强度要求。由于麦弗逊悬架的侧倾刚度较小，为了满足汽车不足转向性能要求，设计时，为前悬架匹配了一个横向稳定杆，提高它的侧倾刚度，满足不足转向性能要求。 由于悬架结构的运动学特性关系到汽车操纵稳定性、转向轻便性、行驶舒适性、轮胎寿命以及汽车布置设计中的运动干涉等诸多方面，是汽车设计过程中十分重要的问题，欲设计合乎需要的悬架结构,必须准确分析悬架结构的运动特性。所以为了研究悬架结构的运动学特性，本文采用了空间解析几何的方法，探讨分析了麦弗逊式悬架的运动学特性，由于该方法能够直接使用整车布置设计坐标系,无需进行坐标转换,
麦弗逊式悬架设计说明书本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
前言 悬架是现代汽车的重要组成部分之一。虽然并非汽车在行进必不可少的装备，但如果没有悬架，将极大的影响汽车的操纵稳定性和平顺性。悬架对整车性能有着重要的影响。在汽车市场竞争日益加剧的今天，人们对汽车的性能的认识更多的靠更为直接的感观感受，而非他们不太懂得的专业术语。 因此，对汽车操纵稳定性﹑平顺性的提升成为了各大汽车厂商的共识。与此关系密切的悬架系统也被不断改进，主动半主动悬架等具有反馈的电控系统在高端车辆上的应用日趋广泛。无论定位高端市场，还是普通家庭的经济型轿车，没有哪个厂家敢忽视悬架系统及其在整车中的作用。这一切，都是因为悬架系统对乘员的主观感受密切联系。悬架系统的优劣，乘员在车上可以马上感受到。 “木桶理论”，很多人都知道，整车就好比是个“大木桶”，悬架是它的一片木板。虽然，没有悬架的汽车还是可以跑动的，但是坐在上面是很不舒服的。坐过农用车货厢的人，对此应该是颇有些体会的，即便是较好的路况，在上面也是颠来颠去的。因为它的悬架很简单，对平顺性和操纵稳定性考虑的很少。只有当悬架这块木板得到足够重视，才能使整车性能得以提升。否则，只能是句空话。 正因为悬架在现代汽车上的重要重要作用，应该重视汽车悬架的设计。只有认真，严谨的设计才能确保其与整车的完美匹配。而要做到这一点，就必须，查阅大量相关书籍，图册，行业和国家标准。 这些是对我们这些将来要从事汽车设计，制造工作的工科出身的大学毕业生的必须经历的一个必不可少的训练。没有经过严格的训练的洗礼，是不可能具备这种专业精神和素质的。
轿车动力总成悬置系统优化设计研究 摘要 随着社会的日益进步和科学技术的不断发展，人们对汽车舒适性的要求也越来越高，良好的平顺性和低噪声是现代汽车的一个重要标志。NVH已经成为衡量汽车质量水平的重要指标之一。而动力总成是汽车最重要的振源之一。如何合理设计动力总成悬置系统能明显降低汽车动力总成和车体的振动已经成为一个重要的课题。 本课题研究的目的是在现有动力总成悬置系统的基础上，优化动力总成悬置系统参数，达到提高整车平顺性和降低噪声的目的。 对动力总成悬置系统进行优化仿真，通过比较优化前的性能可知，优化后悬置系统隔振性能明显改善。 关键词：动力总成；悬置系统；优化
Investigation on Optimization Design of Plant Mounting System of a Passenger Car Abstract With the increasing social progress and the continuous development of science and technology, people on the requirements of automotive comfort become more sophisticated and good ride comfort and low noise is an important sign of the modern automobile. NVH levels have become an important measure of vehicle quality indicator. The vehicle powertrain is one of the most important vibration source. How to design mounting system can significantly reduce the vehicle powertrain and body vibration has become an important issue. This study is aimed at existing powertrain mounting system, based on parameters optimization of powertrain mounting system, to improve vehicle ride comfort and reduce noise. On the optimization of powertrain mounting system simulation, the performance by comparing the known before the optimization, the optimized mounting system significantly improved. Key words: Powertrain;Mounting system;Optimization
CA1091轻型货车的前后悬架系统设计 摘要 随着汽车工业的发展，人们对汽车的乘坐舒适性和安全性的要求逐渐提高，因此对汽车的悬架系统和减振器也提出了更高的要求。本次设计题目是CA1091轻型货车的前后悬架系统设计。 所设计悬架系统的前悬架采用钢板弹簧非独立式悬架。后悬是由主副簧组成，也是钢板弹簧非独立式悬架，然后对主要性能参数进行确定。在前悬的设计中首先设计了钢板弹簧，包括弹簧断面形状的选择，主要参数的确定，材料和许用应力的校核，和方案布置的设计；还有减振器的选择。在后悬架系统设计中主要对主副钢板弹簧进行了设计。 最后采用MATLAB软件对悬架系统的平顺性进行了编程分析，目的是判断所设计的悬架平顺是否满足要求。结论是没有不舒适性。因而对提高汽车的动力性、经济性和操纵稳定性是有利的。 关键词：悬架设计；钢板弹簧；平顺性；货车
Abstract With the development of the Automobile industry, people promoting the requirement for the safety and ride comfort quality of the vehicle. As a result, there is a the suspension and the shock absorber system of the vehicle. The title of this thesis is the design of front and rear suspension systems of CA1046 truck. The front suspension system is the leaf spring, dependent suspension. The rear suspension system consists of the main spring and the . In the procedure of the design we made certain the structural style of the suspension system in the first, then we made certain the main parameters. In the design of the front suspension we designed the leaf spring firstly, including the selection of section shape of leaf spring, made certain the main parameters, material and allowable stress and the design of scheme , moreover the design of shock absorber. In the design of rear suspension we carried out the design of the main spring and the the final design stage, the MATLAB software is used to analyze the ride comfort of the suspension system by programming. The aim is whether suspension ride quality meets to the performance requirement. The results indicate that there is no uncomfortableness for the car on road. Therefore, it is Design; Leaf spring; Ride Performance; Truck
汽车设计悬架系统
目录第一章悬架的结构形式的选择 第一节悬架的构成和类型--------------------- 第二节独立悬架结构形式分析 第三节前后悬架的选择 第二章悬架主要参数的选择 第一节悬架性能参数的选择 第二节悬架的自振频率 第三节侧倾角刚度 第四节悬架的静动挠度的选择 第三章弹性元件的设计分析及计算 第一节前悬架弹簧 第二节后悬架弹簧 第四章独立悬架导向机构的设计分析及计算第一节导向机构设计要求 第二节麦弗逊独立悬架示意图 第三节导向机构受力分析 第四节横臂轴线布置方式 第五节导向机构的布置参数 第五章减震器的设计分析及计算 第一节
第一章悬架的结构形式的选择 1.1悬架的构成和类型 1.1.1构成 （1）弹性元件 具有传递垂直力和缓和冲击的作用。常见的弹性元件有：钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧、橡胶弹簧等。 （2）导向装置 其作用是传递除弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。常见的导向装置 有：斜置单臂式、单横臂式、双横臂式、双纵臂式、麦弗逊式等。 （3）减震器 具有衰减振动的作用。常见的减震器有：简式减震器、充气式减震器、阻力可调式减震器等。 （4）缓冲块 其作用是减轻车轴对车架的直接冲撞，防止弹性元件产生过大的变形。 （5）横向稳定器 其作用是减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角振动。 1.1.2 类型 悬架可分为非独立悬架和独立悬架。 （1）非独立悬架 非独立悬架的特点是：左、右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架与车架连接。
优点是：结构简单、制造容易、维修方便、工作可靠 缺点是：①由于整车布置上的限制，钢板弹簧不可能有足够的长度（特别是前悬架），使之刚度较大，所以汽车平顺性较差。 ②簧下质量较大。 ③在不平路面上行驶时，左、右车轮相互影响，并使车轴和车身倾斜。 ④当两侧车轮不同步跳动，车轮会左、右摇摆，使前轮容易产生摆振。 ⑤前轮跳动时，悬架易与转向传动机构产生运动干涉。 ⑥汽车转弯行驶时，离心力也会产生不利的轴转向特性。 ⑦车轴上方要求有与弹簧行程相适应的空间。 然而由于非独立悬架结构简单、易于维护以及可以使用多种类型的弹性元件等优点，非独立悬架多用于载货汽车和大客车的前、后悬架。 （2）独立悬架 独立悬架的特点是：左、右车轮通过各自的悬架与车架连接。 优点是：①簧下质量小。 ②悬架占用的空间小 ③弹性元件只承受垂直力，所以可以用刚度小的弹簧，使车身振动频率降低，改善了汽车行驶的平顺性。 ④由于采用了断开式车轴，所以能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下降，改善了汽车行驶的稳定性。 ⑤左、右车轮各自独立运动互不影响，可减少车身的倾斜和振动，同时在好的路面上能获得良好的地面附着能力。 缺点是：结构复杂、成本较高、维修困难
汽车悬架--独立悬架导向机构的设计 第五节独立悬架导向机构的设计 一、设计要求 对前轮独立悬架导向机构的要求是： 1)悬架上载荷变化时，保证轮距变化不超过±4．Omm，轮距变化大会引起轮胎早期磨损。 2)悬架上载荷变化时，前轮定位参数要有合理的变化特性，车轮不应产生纵向加速度。 3)汽车转弯行驶时，应使车身侧倾角小。在0．4g侧向加速度作用下，车身侧倾角不大于6°～7°，并使车轮与车身的倾斜同向，以增强不足转向效应。 4)汽车制动时，应使车身有抗前俯作用；加速时，有抗后仰作用。 对后轮独止：悬架导向机构的要求是： 1)悬架上的载荷变化时，轮距无显著变化。 2)汽车转弯行驶时，应使车身侧倾角小，并使车轮与车身的倾斜反向，以减小过多转向效应。 此外，导向机构还应有够强度，并可靠地传递除垂直力以外的各种力和力矩。 目前，汽车上广泛采用上、下臂不等长的双横臂式独立悬架(主要用于前悬架)和滑柱摆臂(麦弗逊)式独立悬架。下面以这两种悬架为例，分别讨论独立悬架导向机构参数的选择方法，分析导向机构参数对前轮定位参数和轮距的影响。 二、导向机构的布置参数 1．侧倾中心 双横臂式独立悬架的侧倾中心由如图6—24所示方式得出。将横臂内外转动点的连线延长，以便得到极点P，并同时获得P点的高度。将P点与车轮接地点N连接，即可在汽车轴线上获得侧倾中心W。当横臂相互平行时(图6—25)，P点位于无穷远处。作出与其平行的通过N点的平行线，同样可获得侧倾中心W。 双横臂式独立悬架的侧倾中心的高度hw通过下式计算得出 滑柱摆臂式独立悬架的侧倾中心由如图6—26所示方式得出。从悬架与车身的固定连接点E 作活塞杆运动方向的垂直线并将下横臂线延长。两条线的交点即为P点。 滑柱摆臂式悬架的弹簧减振器柱EG布置得越垂直，下横臂GD布置得越接近水平，则侧倾小心W就越接近地面，从而使得在车轮上跳时车轮外倾角的变化很不理想。如加长下横臂，则可改善运动学特性。 麦弗逊式独立悬架侧倾中心的高度hw可通过下式计算 式中 2．侧倾中心 在独立悬架中，前后侧倾中心连线称为侧倾轴线。侧倾轴线应大致与地面平行，且尽可能离地面高些。平行是为了使得在曲线行驶时前、后轴上的轮荷变化接近相等，从而保证中
【最新整理，下载后即可编辑】 悬架用减振器设计指南 一、功用、结构： 1、功用 减振器是产生阻尼力的主要元件,其作用是迅速衰减汽车的振动,改善汽车的行驶平顺性,增强车轮和地面的附着力.另外,减振器能够降低车身部分的动载荷,延长汽车的使用寿命. 目前在汽车上广泛使用的减振器主要是筒式液力减振器,其结构可分为双筒式,单筒充气式和双筒充气式三种. 导向机构的作用是传递力和力矩,同时兼起导向作用.在汽车的行驶过程当中,能够控制车轮的运动轨迹。 汽车悬架系统中弹性元件的作用是使车辆在行驶时由于不平路面产生的振动得到缓冲，减少车身的加速度从而减少有关零件的动负荷和动应力。如果只有弹性元件，则汽车在受到一次冲击后振动会持续下去。但汽车是在连续不平的路面上行驶的，由于连续不平产生的连续冲击必然使汽车振动加剧，甚至发生共振，反而使车身的动负荷增加。所以悬架中的阻尼必须与弹性元件特性相匹配。 2、产品结构定义 ①减振器总成一般由：防尘罩、油封、导向座、阀系、储油缸筒、工作缸筒、活塞杆构成。
②奇瑞现有的减振器总成形式： 二、设计目的及要求： 1、相关术语 *减振器 利用液体在流经阻尼孔时孔壁与油液间的摩擦和液体分子间的摩擦形成对振动的阻尼力,将振动能量转化为热能,进而达到衰减汽车振动,改善汽车行驶平顺性，提高汽车的操纵性和稳定性的一种装置。 *阻尼特性 减振器在规定的行程和试验频率下，作相对简谐运动，其阻力（F）与位移（S）的关系为阻尼特性。在多种速度下所构成的曲线（F-S）称示功图。 *速度特性 减振器在规定的行程和试验频率下，作相对简谐运动，其阻力（F）与速度（V）的关系为速度特性。在多种速度下所构成的曲线（F-V）称速度特性图。
汽车专业课程设计 题目：轻型货车钢板弹簧总成设计 学院：燕山大学里仁学院 专业：车辆工程 班级：车辆工程2班 姓名：高缘 学号： 121113031042 指导老师：裴永生 2016年1月8日 1
目录 一、设计任务书 (1) 二、设计方案 (3) 三、设计计算说明 (3) 3．1前悬架静挠度f c1，前悬架钢板弹簧刚度c 1 (3) 3．2前悬架的动挠度f d1 确定。 (3) 3．3货车前悬架钢板弹簧的主要参数的确定 (4) 3．3．1．钢板弹簧长度L (4) 3．3．2．前悬架钢挠度增大系数 (4) 3．3．3.钢板弹簧片总惯性矩 (4) 3．3．4钢板弹簧片的厚度和宽度的计算 (4) 3．4钢板弹簧各片长度的确定 (5) 3．5钢板弹簧的刚度验算 (5) 3．6钢板弹簧总成在自由状态弧高及曲率半径的核算 (6) 3．6．1钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径 (6) 3．6．2钢板弹簧各片在自由状态下的曲率半径 (7) 3．6．3钢板弹簧各片在自由状态下的弧高 (7) 3．7钢板弹簧总成弧高及的核算 (8) 3．8钢板弹簧的强度的核算 (8) 四．设计小结 (10)
2、设计方案 钢板弹簧设计是在已知弹簧负荷情况下，根据汽车对悬架性能要求，确定弹簧刚度，求出弹簧长度、片宽、片厚、片数。并要求弹簧尺寸规格满足弹簧的强度要求。 在整个设计过程中，一起设计了前悬架。按着以下的顺序完成了总体的设计。 （一）、前悬架静挠度f c1，前悬架钢板弹簧刚度c 1 （二）、前悬架的动挠度f d1 确定 （三）、货车前悬架钢板弹簧的主要参数的确定（四）、钢板弹簧各片长度的确定 （五）（五）、钢板弹簧的刚度验算 （六）、钢板弹簧总成在自由状态弧高及曲率半径的核算（七）、钢板弹簧总成弧高及的核算 （八）、钢板弹簧的强度的核算。 汽车满载总质量Q=2420kg 额定载荷为1030kg (g取10N/ kg) 满载时前轴负荷占35%，后轴占65% 故满载时 前轴载荷为2420?10? 35%=8470N 后轴载荷为2420?10? 65%=15730N 空载时前轴负荷占50%，后轴占50% 设空载时质量为1390kg 故空载时 前轴载荷为1390?10?50%=6950N 后轴载荷为1390?10?50%=6950N 取载荷最大者（计算依据） 则前轴载荷为 1 G=8470N 后轴载荷为 2 G=15730N
中级轿车多连杆后悬架设计 --------几何学定义（GEOMETRY） 二零零七年三月六日
序言 本文档主要从整车总布置角度出发，在总体概念设计阶段进行悬架的选型、硬点、几何定义设计，从而确定悬架各相关部件的详细结构设计边界和输入信息。
拖曳臂（TRAILING ARM）后悬架 优点： ?沿Y和Z方向的尺寸较小，因此对于后部车厢布置非常有利，能有较好的空间利用率（尤其是轮罩之间的宽度较大）和容易布置备胎和油箱。 ?悬架和车身容易装配 ?悬架结构简单: 零部件少、容易分装 ?由于没有衬套，滞后性较小 ?容易保护后驱 Compatibility with traction 缺点： ?在沿着车身与拖曳臂的旋转轴，拖曳臂的长度和宽度有比较大的杠杆比，因此当存在侧向载荷时，有不利的前束。 ?在车身的横向翻转时有不利的车轮外倾角(如果有一个比较合适的悬转轴，有可能纠正外倾角，但这样会影响轮罩之间的宽度。) ?不好的调整潜能: 所有的几何特征和相应变形参数都是相关联的。 ?由于缺少衬套，不能进行有效的衰减震动。
扭曲梁（TWIST AXLE）后悬架 优点： ?悬架和车身容易装配 ?悬架结构简单: 零部件少、容易分装 ?垂直尺寸较小 ?水平方向尺寸较小，有利于布置备胎和油箱 ?在车轮上下跳动不同时，可以进行自动调整车轮外倾角?当车身有横向倾斜时，可以进行前束自动调整 ?有好的操纵性能，尤其是在光滑路面 ?当存在障碍物时，有增大轮距的能力 ?如果设计要求拉焊，有比较大的抗误操作强度 缺点： ?对横向和纵向的梁的拉焊工艺有比较严格的质量要求?不利于进行驱动 ?对车辆动态最小化比较敏感–轴上的满载 变化 Skoda Fabia
2012年毕业设计论文 题目：电动汽车多功能转向系统（悬架设计）学生： 专业：车辆工程 班级： 学号： 指导老师：
目录 摘要 ........................................................................................................................................... - 4 - Abstract ..................................................................................................................................... - 5 - 前言 ........................................................................................................................................... - 6 - 设计背景：.......................................................................................................................... - 6 - 课题来源及要求： ............................................................................................................... - 6 - 主要内容：.......................................................................................................................... - 7 - 产品展示：.......................................................................................................................... - 7 - 第一章悬架分析选型 ............................................................................................................... - 9 - 1.1悬架结构方案选择......................................................................................................... - 9 - 1.1.1 设计对象车型参数..................................................................................................... - 9 - 1.1.2 独立悬架与非独立悬架结构形式的选择 .............................................................. - 9 - 1.1.3 悬架具体结构形式的选择 ..................................................................................- 10 - 1.1.4 弹性原件选择....................................................................................................- 10 - 1.1.5 减振元件选择....................................................................................................- 10 - 1.2传力构件及导向机构 ....................................................................................................- 10 - 1.3横向稳定器 ..................................................................................................................- 11 - 1.4 下摆臂类型选择...........................................................................................................- 11 - 第二章悬架主要参数确定.........................................................................................................- 12 - 2.1悬架挠度计算...............................................................................................................- 12 - 2.1.1悬架静挠度 f的计算.........................................................................................- 12 - c 2.1.2 悬架动挠度 f计算 ...........................................................................................- 13 - d 2.1.3 悬架刚度计算....................................................................................................- 14 - 第三章弹性元件设计................................................................................................................- 15 - 3.1 螺旋弹簧的刚度...........................................................................................................- 15 - 3.2 计算螺旋弹簧的直径....................................................................................................- 15 - 3.3 螺旋弹簧校核 ..............................................................................................................- 16 - 3.3.1 螺旋弹簧刚度校核.............................................................................................- 16 - 3.3.2 弹簧表面剪切应力校核......................................................................................- 16 - 第四章减振器设计 ...................................................................................................................- 17 - 4.1 减振器结构类型的选择 ................................................................................................- 17 - 4.2 减振器参数的设计 .......................................................................................................- 18 - 4.2.1 相对阻尼系数ψ ................................................................................................- 18 - 4.2.2 减振器阻尼系数 的确定..................................................................................- 18 - 4.2.3 减振器最大卸荷力 F的确定 .............................................................................- 19 - 4.2.4 减振器工作缸直径D的确定...............................................................................- 19 - 4.3 横向稳定杆的设计 .......................................................................................................- 21 - 4.3.1 横向稳定杆的作用.............................................................................................- 21 - 4.3.2 横向稳定杆参数的选择......................................................................................- 21 - 第五章麦弗逊式独立悬架导向机构设计....................................................................................- 21 -