第十七章
悬架导向机构
引言
设计量产车或赛车的悬架系统需要各方面的科学知识。这个章节只涵盖这些方面中的一个---悬架运动和几何。这个章节不涉及平顺性和部件在载荷下的弯曲变现。这些东西会在第23章中讨论
我们讨论的悬架几何指的是广义上的如何把非簧载质量连接在簧载质量。这些连接不仅仅决定它们之间的相对运动还控制它们之间力的传递。
任何特定的几何设计都必须是为了配合特定的车型而设计的。不存在最好的几何结构。
17.1自由度和运动轨迹
对于一个非独立悬架，作为前或后悬架，这个控制臂总成是被用来控制某个车轮相对于车身的运动路径。这个轨迹包括轮胎倾角的增加，主销内倾和束角的变化，这些都按照设计者的要求。但他任然按照一个轨迹上下运动。在工程界，我们可以说车轮有一个固定的相对车身运动的路径。车轮不被不允许在这个轨迹的前后和侧面运动。转向节除了确定的路径不被允许旋转。（当然轮胎被允许绕着轴旋转）悬架连杆被要求在各个方向上将转向节非常准确的定位而允许他上下运动。前悬架只有当转向系统要求时才需要留出转向角度空间对任何相对于别的物体运动的物体，它的运动可以用三个直线自由度和三个旋转自由度完全定义。一个在三维空间的单个的物体可以说有六个自由度。
我们在之前说过：任何独立悬架只允许有一个转向节相对车架运动的路径。另一个相同的说法是悬架提供五个方向的自由度限制。它严格控制了在五个方向上的运动。在现实世界中，这种机械装置就限制特定的自由度反面而言是不完美的。所以学习独立悬架几何就是确定如何限制转向节在五个方向上的运动。
如果你唯一可以用来设计悬架几何的部件是两头都带球头销的直杆，这个要求的限制可以用五个连杆来完成。换句话说要限制五个自由度需要用正好五根拉压杆来完成。
为了理解这个观点要先了解相关部件，我们应该了解什么类型的悬架部件可以提供什么样的约束。通过17.2你可以看到A臂相当于两个直杆外端连在一个球头销上。一个麦克弗森支柱是一个滑竿运动机构，相当于一个无限长的直角滑块的A臂
现在，有了这个概念，我们可以看到大多数独立悬架是由5根这样的连杆组成的。这是一个典型的双A臂悬架，有两个A臂和一个拉杆。因此，每个A臂是两个拉杆和一个横拉杆总共五个。一个麦弗逊悬支柱有两个连杆约束，下A臂有两个，横拉杆一个共五个。有些悬架因为杆比较少而不这么明显。不过它们通常的做法是引入一个弯曲要求来达要求的运动约束。一个这方面的例子是前置斜定位臂后悬架。在这种悬架中就有一个臂，他的作用相当于五个直杆，不过为了做到这点，他必须在三个旋转方向上扭转和弯曲比较硬。
对于一体式后轴（有时用在前轴），两个车轮是被绑在一起的，所以一个车轮的运动会影响到另一个。当两个车轮连在一起，他们相对于车身有两种不同的运动关系，它们可以一起上下运动（平行运动）或者它可以在相反的方向上运动一个向上一个向下（滚动）。在运动学中这个轴就有两个相对车身运动的自由度。在空间运动运动中有六个自由度，但我们设计一体式悬架时我们要约束其中四个。这可以通过只使用四个拉压杆件来实现。
17.2瞬心的定义
贯穿这个章节余下内容的瞬心被用来描述和决定一般悬架的参数。为了能够更清楚地讨论关于瞬心的问题。这个“瞬间”的意思是杆系的某个特殊位置。中心指的是假设一个虚拟的点替代这个杆系在这个瞬间的旋转中心。图17.5展示了如两根短杆如何被一根较长的杆代替。当这个杆系运动时，这个中点也在运动。所以合适的几何结构设计不仅仅要让所有瞬
心都在所要求的位置上（相对车身高度的方向），而且要控制它的运动速度和悬架运动时他们的运动方向。
瞬心是来自于对二维空间的运动学的研究（也就是在一个平面上）。他们是一个方便地建立两个运动件间运动关系的图示法。再悬架设计中它可以方便地把一个三维问题转换成二维问题。我们这里谈论的是正视图和侧视图。我们要做的是做一个通过轮胎中心的垂面(即与地面成90°的面)，一个平行于车辆中心线，另一个与车辆中心线成直角。我们把悬架上所有点都投影到这些面上。
当我们来连接球头销和控制臂轴套并将它投影相交在一个面，上下控制臂都做这样一个线，他们通常先交在一点。这个交点就是这个杆系的瞬心。如果你做了这个投影，在正视图瞬心就确定了车轮外倾角变化率，一部分侧倾中心数据（信息），主销运动和决定转向特性所需要的数据。如果你在侧视图上这么做，这个瞬心定义了车轮前后纵向运动的路径，抗点头，抬头的信息和主销后倾变化率。就所有的维物体，可以得到三个正交的视图，因为第三个方向的视图（俯视图）包含的有用轮胎轨迹信息很少。
瞬时轴线
在正真的三维空间中，瞬心可以用瞬时轴线来代替。如果我们在侧视图和后视图上画出瞬心并把他们连接起来我们就会得到一根线。这根线可以被认为是转向节相对于车身运动的瞬时轴线
独立悬架有一个瞬时运动轴线因为他们有五个被限制的自由度，当然，这跟线随着车身高度变化而变化。后轴有两根瞬时轴线，一个是平行的上下运动，一个是转动；这些也是随着车身高度的变化而移动的。所以任何时候我们研究一个特定的悬架系统我们都应该建立瞬心或瞬时轴线。这章剩下的部分将用于讨论典型的前后悬架，和讨论如何调节他们以符合赛车的需要。
17.3独立悬架
所有的独立悬架都有两个瞬心（随上升和下降变化）这个决定了所设计悬架的性能。侧视图上的瞬心控制着于纵向加速度相关的力和运动因素，同时正视图上的侧倾中心控制着与侧向加速度有关的力和运动因素。
正视图悬架几何
正视图控制臂的瞬心位置决定了侧倾中心高度，轮胎外倾变化率和轮胎侧向磨损。这个瞬心可以在轮胎的内侧也可以在轮胎的外侧。它可以在地面以上或以下。这个位置取决于设计者对性能的要求。
侧倾中心
侧倾中心高度是通过投影从车轮接地面中心到正视图瞬心连线建立的如图17.7。在车的每一侧都重复做。这两条线的交点就是这辆车簧载质量相对地面的侧倾中心。它不是必须在车的中心线上，特别是在非对称的悬架几何上或是假设车在转向侧倾时。很明显侧倾中心高于或低于地面是受到瞬心的高度控制的，这其中包括轮胎瞬心的位置，瞬心是在轮胎接地点的内侧还是外侧。
既然现在你知道如何找到侧倾中心，那它意味着什么？
侧倾中心建立了簧载和非簧载质量的力连接点。当汽车转向时，重心处的离心力由轮胎来抵抗。正如图中的那样作用在重心的侧向力可以被转换到侧倾中心上变成适当的力和力
矩。越高的侧倾中心对应更小的侧倾力矩，越低的侧倾中心对应更大的侧倾力矩。你同样会注意到高的侧倾中心使作用在侧倾中心上的侧向里是高于地面的。侧倾力乘以到地面的距离可以被称为非侧倾力矩。所以侧倾中心的高度用来权衡侧倾力矩和非侧倾力矩的效果（具体见18章）
上面提到的这些是简单的和直接的。当然另一个建立理想侧倾中心高度的因素是水平和垂直方向的综合作用。如果侧倾中心在地面以上由车轮传来的侧向力会在瞬心产生一个力矩。这个力矩向下压轮胎同时向上抬簧载质量，这被称为千斤顶效应。如果侧倾中心在地面下这些力会向下压簧载质量。无论哪种情况簧载质量都会因为侧向力而产生一个垂直方向的偏移！这点经常出现在摆动桥后悬架的老式车上。另一种分析这个现象的方法如B。这个在轮胎接地点的合力是用图示法画出在瞬心处的合力的反作用力，同时侧向和垂直的分力也被画出，这个画出的垂直分力会举起簧载质量。
车轮外倾角变化率
轮胎外倾角变化率只与正视图等效摆臂的长度有关然而侧倾中心是正视图等效摆臂的长度和高度决定了侧倾中心。如果你用一根从转向节到瞬心的单独杆来代替悬架控制臂，这个轮胎外倾角的变化率是即车轮每运动一英寸对应的车轮外倾角未arctan(l/fvsa length)。注：这有别于静态车轮外倾设置和定位。
正视图悬架几何变化率
早先提及的控制臂摆臂的定义和瞬心中瞬间的意思是指在悬架行程的某个位置上。记住这个瞬心是会随着轮胎运动的。它运动的速度多快取决于在正视图和侧视图上控制臂绝对和相对的长度。外倾角变化曲线可以通过选择不同长度的上控制臂来得到随车轮运动或多或少的外倾角变化尽管此时悬架机构的瞬心高度是相同的。这里要做的是保持在同一车身高度的横摆臂长度但它变长或变短会随着车轮的运动或快或慢的变化。
磨胎半径
另一个可以从正视图上得到的是轮胎拖距离。这是因为轮胎垂直方向上的运动造成的相对于地面侧向运动。磨胎半径在每种悬架系统上都存在。磨胎半径的数值由控制臂的长度和正视图瞬心相对于地面的位置所决定的。当正视图上的瞬心在除了地面外的任何地方上时，磨胎半径是被增加的。如果瞬心在地面以上并在车轮内侧时，轮胎在上跳时会向外运动。如果瞬心是在地面以下并车轮内侧时轮胎上跳时是想内侧运动的。在他运动时这个数值变化多少是由摆臂的长度和摆臂的离地高度有关。
高低不平的路上如果有磨胎半径那轮胎的轨迹就不是一条严格的直线。（如图17.11）一定的磨胎半径会使得轮胎产生侧向加速度，当向前加速时会改变轮胎的侧偏角。这就会反过来影响车辆的侧向运动。在相同的侧偏角下垂直运动时会增加粘性阻尼。
侧视图摆臂几何
侧视图摆臂控制前后方向上的控制运动和力。典型的悬架参数是抗减速前俯(抗点头)，加速抗抬头，抗后悬下沉和轮胎轨迹。侧视图摆臂的位置可以在车轮中心前或后，上或下是所有前后悬架可能用的悬架结构。典型的侧倾中心是前悬架在车轮中心的后上方，但多数后悬架的侧倾中心是在前上方。
抵抗能力
抵抗能力是悬架上的一个术语，他指的是簧载质量和非簧载质量上垂直力和纵向力的连
接。它仅仅和侧视图摆臂的倾斜和角度有关。
悬架的抵抗并不会改变在轮胎接地点上的稳态载荷转移。这个在恒定加速度或减速度的情况下的纵向载荷转移只和轴距，质心高度，减速度(weight)x(ax /g)，就像在图17.12中所示的车。这里的轮荷变化
悬架抵抗能力的大小不会改变由弹簧和车身姿态决定的载荷分配。图7.12所示的是一辆轮边制动的车，用图示法表示了由抗减速前俯，加速抗后蹲几何结构所产生的反作用力。这个制动力分配（或制动力平衡）决定了纵向合力中一部分力。前面的抗前俯率为：计算算后悬架的抗前俯率时替换成后轮角度和制动分配率。
图17.3,17.14和17.15展示的是在其他情况下用适当的角度计算抗前俯率。如果悬架有百分之百的抗前俯率，所有的纵向力转移都必须由控制臂来承担而悬架弹簧一点都不承担，所以当加速或制动时悬架没有运动。如果悬架的抗前俯率是零，那么所有的轴荷转移都是由弹簧的反作用力产生的同时悬架的变形与车轮中心刚度成比例，没有转移的载荷需要悬架控制臂来承担。抗前俯率为零的情况出现在如图所示的θ和φ为零的时候。
特殊的悬架产生的驱动和制动力矩会影响到你如何计算悬架的抵抗能力。如果控制臂上产生的反转矩不是由制动产生的就是由驱动产生的，那抵抗效果就是用侧倾中心相对轮胎接地点的位置来计算。如果悬架不因为制动或驱动产生反力矩，只有前后的力（例如中央制动），这个时候的抵抗能力计算就是用瞬心相对于车轮中心的位置来计算
前悬架在前制动作用下减小压缩变形的抗点头几何为图17.12和17.13
仅仅指前轮驱动车辆的前悬架和为了减小悬架在加速情况下的向下变形（向下变形的定义如图17.1）的悬架抵抗机构（如图17.14）
后悬架为了减少在向前行驶制动时后悬架向下行程的机构，轮边制动的情况如图17.12所示，中央制动如图17.13所示。
后悬架在向前加速时为减小后悬架压缩行程的防后蹲机构，仅仅针对后轮驱动的车辆（如图17.15）
每一种上面提到的类型，它们的抵抗功能被假设为正的，所以在行驶中总是减少整车的倾斜变形。也存在一个种悬架机构可以使得纵向力增加悬架的变形。这个功能叫做增加点头，后蹲或抬头。通常来说这些在赛车中是不受欢迎和避免的。
只有在有纵向力时某种抵抗能力才会产生垂直力。因此后轮驱动的车不可能在前悬产生加速抗抬头效果。类似的，四轮驱动的车也不能从侧视图几何结构中得到看后蹲效果。
除了实际的侧视图瞬心设计高度外，我们还必须知道这个瞬心是如何随悬架跳动而移动的。对于侧视图摆臂的长度和角度的改变，我们必须清晰的知道多长和抵抗能力的变化趋势。比如说，如果你设计了百分之三十的前抗点头但是发现当悬架上跳0.75英寸是变为了零，
那也许就要操心它之前所定的位置了。
车轮轨迹
车轮中心在侧视图上相对簧载质量的运动轨迹是完全由瞬心的位置决定的。（为了运动学上的完美，但没有平顺性）
如果瞬心是在车轮中心高度的后上方或前下方，当车轮上跳的时候会向前移动。
如果瞬心是爱车轮中心的后下方或前上方，当车轮上跳时会向后移动。
轮胎中心运动轨迹在车轮上跳或下落时的曲率完全取决于摆臂的长度。在赛车上车轮的运动轨迹通常是不考虑的，不过在量产车上当车轮因撞击而上跳时车轮中心轨迹影响到车辆的隔振能力。这个情况类似于翻转九十度的磨胎半径。
后倾角变化率
就像在正视图上的轮胎倾角，在侧视图上的后倾角变化是由侧视图等效摆臂的长度决定的。没什么理由要刻意的使后倾角随悬架运动而变化。这个结果通常可以被认为是由别的影响侧视图等效摆臂长度的因素所决定的。其中一个后倾角随悬架运动变化的结果是在这个悬架行程中很难做到上跳转向曲线线性（悬架运动对转向的影响）。更对关于这个的内容在第19章传向系统集合。
17.5 前悬架
引言
这些年出现了很多种类的前悬架。这其中包括横梁式，大众的拖曳臂式等等。近两年，乘用车的悬架大致有两类：麦弗逊式和不等长双横臂式。
这一章节只介绍两种主流的前悬架。其他类型的悬架要么导向机构承受很大的弯矩，导向机构不合理，磨损较大或着这几个问题都有。讨论一种悬架最好的方法就是一步一步的设计它。通常做每一个决定都伴随着妥协。通过研究这些问题，就可以看大每一种悬架的局限
前悬架设计问题——常识
设计任何前悬架的第一个任务是建立一些参数，这个是要被固定的。或者说这个是任何原因都不能够改变的。这些参数要被列出以防被忽略。下一个任务是列出轮辋，轮胎，制动和轴承。这里要做的是确定它们在车上位置，所以轮距是要事先确定的。如果这个还没有确定，轮距应该做的尽可能大。这个听起来有点不负责，不过这个是权衡各方面的结果。例如要遵循什么样的规则？最主要的是这辆车将在什么样的赛道上跑?在高速赛道上小的正视图面积是重要的。在低速赛道多弯的赛道上？所有这些问题都会影响基本轮距的选择。
轮胎尺寸，轮辋直径和宽度是要选择的。特殊的轮辋制造商需要知道轮辋的截面形状为了达到最优的轮胎使用效果。轮胎尺寸通常受限于比赛规则。通常，使用各种他们同意你用的轮胎。另一点是使用你供应商新开发的尺寸；这样可以保证最新的配方和设计是适合你的车的。记住，轮胎是整车底盘部分中最重要的部件。
轮辋偏距由为固定制动卡钳而流出轮辋内部空间决定。一旦卡钳位置决定了，制动盘的位置自然决定了。随着制动盘位置的确定下球头销的位置也就决定了。轮辋轴承的位置也要尽快确定，理想的位置应该在轮胎的中心在两个球头之间（为了让轴承收到的载荷最小）既然下球头销的侧边位置已经确定，下一步是确定下球头销的高度在。在量产车中这个高度必须是5英寸，不过在赛车上因为结构原因就要求越低越好为了。通常在这方面没有规则不过有一些必须要考虑的因素例如轮胎漏气后离地间隙。如果当轮胎漏气后所有的都在轮辋里面就不得不了解轮胎和制动盘在整个轮辋行程中的载荷。
下一步是决定主视图的主销内倾。这些问题产生磨损半径，主轴长度（主销距离过轮辋中点平行线的距离）和主销内倾角。它们是相互关联的并且妥协是必须的。如果你要一个确定的磨胎半径现在你有两个点要建立，也就是下球头销和主销与地面的交点——这样主销内倾角就自然固定下来了。如果你希望有一个特定的主销内倾那磨胎半径可能就不是你想要的。基本上，在前驱车上把下球头销竟可能地向外推以得到一个小的主销内倾角，小于八度，并且可以接受由此带来磨胎半径。如果你设计的是四轮驱动的车你必须把主轴长度（主销距离过轮辋中点平行线的距离）做到最小同时特到一个负的磨胎半径。这个可能导致主销参数达到16°，不过你不得不接受它或者找到别的方法避免它。
当车轮转向时主销后倾角就起作用。一个需要理解的概念是更多的主销后倾意味着转向时车辆被抬得更高。这是转向回正的原因之一，车辆的重量使得转向回正。抬高车辆的力也和主轴长度（主销距离过轮辋中点平行线的距离）有关，长的主轴长度意味着更多的举升力。
车轮转向时的车轮外倾取决于主销内倾和后倾。当没有主销内倾和后倾以一定角度转向时没有车轮外倾没有变化。当有主销后倾但任然没有内倾是车轮会在转向时损失车轮外倾，换一句话说外侧车轮会向着正的车轮外倾角方向变化。当加入主销内倾后会影响主销后倾的效果。正的主销内倾，没有主销后倾，外侧车轮会增加负的内倾，内侧车轮会增加正的。因此主销内倾会在主销后倾的基础上增加有利的车轮倾角。换句话说，需要小的主销内倾的原因是主销内倾角会因为外车车轮主销后倾带来的负的车轮内倾增益而减小。
决定悬架安装位置有很多因素例如发动机安装位置和方向，前轮或后轮驱动等等。另外还有很多性能原因决定支架的位置。首先我们必须假设每个结构都是弹簧而且必须如此对待。例如安装支架的刚度和上下控制臂相对于车架的刚度不一定是要一样的。因为，当有一个转向的侧向力时，在球头销处相对于横拉杆外点的位移就形成一个角度。为了保证稳定性最好有一定的侧向力，所以后束好于前束。
当整个系统的每个部件被安放好悬架的结构设计也就完成了。那些带有一个从球头销伸出一个直杆的控制臂的刚度大于那些倾斜的控制臂。当要一个更轻的设计时，建立弹簧，减震器，横向稳定杆的杠杆比尽可能是1:1可以提供更直接的加载路径从而增加系统的刚度
前悬架设计问题——双横臂
双横臂悬架对那些要求性能的车来说毫无疑问是最好的选择。
这个设计的开始就像上面提到的那样。轮距，轮辋尺寸，轮胎和制动器等的细节确定下球头销可能的位置。上球头销的位置用主销角度或磨胎半径决定的。双横臂悬架有很多自由不过在立柱设计上不行的，只能选择长或短的转向节
短的转向节是指上球头销在轮辋直径内。配合大偏距和大尺寸轮辋，通过把上球头销放到轮辋里面这个主销可以保持得很小（同时可以得到更小的磨胎半径和主轴长度）为了减小在控制臂和别的悬架原件上的载荷需要一个长的主销，这就意味可以把上下球头销分的更开。从安装上来说，短的转向节使得主销长度臂比理想的短。另一个选择是长的转向节，上球头销在轮胎上。在长的转向节设计时自然有很大的间隔从而减小反作用力。这个选择也能得到理想的主销内倾角从而获得理想的主轴长度和磨胎半径。另一个长转向节的优势是相对于短的转向节同样的加工误差会造成相对较小的几何误差。长的转向节也有坏处，增加结构设计量，对于完成设计后改变轮胎尺寸或宽度而不改变轮距有和增加主轴长度和磨胎半径有一定的限制。
当上下球头销位置确定后，横拉杆的外点也应该按照19章确定。
正视图几何
正视图几何设计现在开始。正视图等效摆臂的瞬心是由理想侧倾中心高度和车辆侧倾时
车轮倾角的变化。用车辆侧倾时车轮倾角的变化来设计正视图等效摆臂长度的方法如下：
第一步：建立正视图等效控制臂即A-A线
第二步：建立侧倾中心位置，连接轮胎接地点和侧倾中心到A-A线确立IC
第三步：连接IC和外球头销
第四步：选择一个控制臂长度以确定转轴位置
第五步：连接横拉杆外点和IC
第六步：建立横拉杆长度
正视图瞬心高度是由轮胎接地点和侧倾中心连线所决定的。瞬心必须在这条线上（A-A）。现在我们连接两个外球头销和瞬心。这两条线就是上下控制臂平面和过车轮中心的垂面的交线。各种别的要求会决定下控制臂的长度不过这个长度是越长越好。上控制臂的长度与下控制臂有关用来调节车轮倾角曲线（即悬架运动时车轮倾角的变化曲线）。如果上下控制臂长度相同那么车轮倾角相对于车轮运功的变化曲线为一条直线。如果上控制臂比下控制臂长，这条曲线会正的车轮外倾角方向凸出。如果上控制臂短于下控制臂，曲线会向负的车轮外倾角方向凹。上控制臂做的越短曲线的曲率越大。理想的曲线是在车轮上跳时外倾角逐渐向负方向变化而在下落时的变化较小。一些设计者努力使得车轮下落时车路倾角向正方向变化，上跳时逐步向负方向变化。
完成了正视图的几何设计，转向横拉杆和转向器的位置应该大致定下了。做法是话一条线通过转向横拉杆外点（由第19章确定）和正视图瞬心。正确的横拉杆长度是为了得到一条线性的前束变化曲线。这个长度会在侧视图几何完成后确定，不过现在设计的话可以帮助转向器的定位
侧视图几何
下一步的设计工作是侧视图几何。记住当我们处理侧视图几何的时候我们从侧面看这辆车但这些点是我们投影建立的。例如瞬心在车轮平面。理想的瞬心应该首先建立。这个是抵抗效果计算的结果，最小的侧视图等效摆臂可以由此得到，同时在上跳和下降时轮胎接地面积是否会减小。图17.19所展示的是如何用图示法建立瞬心。有时候这些预期的参数会互相
矛盾。例如，四轮驱动抗抬头和在上跳时减小轮胎接地面积是矛盾的。另一个常见的矛盾是高的抗点头率和车轮上跳时大幅度的后退。通常是缩短侧视图摆臂长度，尽可能地减小。所以决定侧视图瞬心的参数在决定时要特别小心。
第一步：用制动抗点头率确定角度
第二步：决定侧视图控制臂长度B-B
由第一，二步确定侧视图瞬心
一旦瞬心确定，设计师要如何保证几何结构能提供准确的正视图和侧视图瞬心？这是下一步设计步骤。
双横臂内轴位置
有两个图解法来确定正视图和侧视图坐标。一个是三点确定一个面，另一个是两个面相交为一条线。对与双横臂悬架和别的悬架的布置方法如下。画法几何中的投影技术被用来决定A臂的平面用来确定瞬时轴线。除此之外没有别的画法几何理论要说了。
正视图上下控制臂在这个阶段在车轮横向端面上只是一条线。我们还没有决定这两个控制臂前后转轴的真实位置。我们要知道所有我们要在测试图上做的事，不要忘记在正视图上的事。下一步是延长正视图控制臂线直到与车轮纵向平面相交。现在侧视图上，从这些新的点做直线来预先确定侧视图瞬心。如图17.20我们会这个步骤来计算。为了证实，全尺寸的图是必须的，为了保证精度。
在正视图上，上控制臂的内点是1，上球头销是2，并在纵向平面内延长到点3.在下控制臂上找到对应的点11,12,13.这六个点被转移到测试图上。两条在侧视图上的先从侧视图瞬心开始被延长并分别穿过连接点3,13。接下来我们选择一个任意点在测试图IC和3的线上，并比点3该处几英寸并编号为4。在下控制臂上同样创建点14.下一步我们把这些点投影到正视图上，这样在正视和侧视图上都包含点1到4和11到14.
为了保持理想的上控制臂硬点（1到4）必须在一个平面里，同时下控制臂硬点也必须在一个平面里。只要我们总是在设计直线式通过一个平面中的两个点并在这些线上建立新的点，这些新的点就一定能够在这个面上。下一步我们画一条线从点4到2。在两个面内都这么做并且这根线在正视图中被延长到和点1一样。在下控制臂上重复用点14连接点12延长到点11。
对于大多数悬架设计这是可接受的甚至是令人满意的情况，即使控制臂的内侧转轴平行于汽车中线的车。所以下一步是在正视图上画一个通过点1的垂线，这个线是上控制臂轴线的投影。在这条垂线上确定点5作为点4和点2线的延长。通过电11做下控制臂轴线投影（一条垂线），并在上面找到点15，在点14和12的延长线上。下一步投影点5和点15到
侧视图上。在点1和点5间量一条线同时在点15和点11上也做一条。（侧视图上的虚线）这个控制臂的转轴必须在这条线上。他们可以布置得更宽或窄但必须在这条线上。
重新看图17.6我们可以重新画成17.21，可以看出上下控制臂定义了两个平面，这两个平面相交并形成了这个悬架的瞬时轴线。这个结构的扩展包括主销的后倾都由读者自己决定。
现在的设计就只剩下通过调教把悬架变形转向曲线变成线性。
大学生方程式赛车悬架系统设计 中国大学生方程式汽车大赛，在XX年开始举办，至XX 年已举办三届，大赛目的是为了提高大学生汽车设计与团队协作等能力，而华南农业大学XX年才组队设计赛车，现在还没有派队参加比赛，本文初步探讨SAE赛车悬架设计的方案，为日后华南农业大学参赛打下基础。 本课题的重点和难点 1、根据整车的布置对FSAE赛车悬架的结构形式进行的选择。 2、对前后悬架的主要参数和导向机构进行初步的设计。 3、用Catia或Proe建立悬架三维实体模型。 4、在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能。 5、悬架设计方案确定后的优化改良。优化的方案一：用ADAMS/Insight进行优化，以车轮的定位参数优化目标，以上下横臂与车架的铰接点为设计变量进行优化。优化的方案二：轻量化，使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，强度校核，优化个部件结构，受力情况。 1、查阅FSAE悬架的设计。 2、运用Pro/E或者Catia进行零件设计和仿真建模，设计出悬架的雏形。 3、在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能。 4、用ADAMS/Insight进行优化，改善操纵稳定性。
5、使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，优化个部件结构及轻量化。 悬架设计流程如下： 首先要确定赛车主要框架参数，包括：外形尺寸、重量、发动机马力等等。 确定悬架系统类型，一般都会选用双横臂式，主要是决定选用拉杆还是推杆。 确定赛车的偏频和赛车前后偏频比。 估计簧上质量和簧下质量的四个车轮独立负重。 根据上面几个参数推算出赛车的悬架刚度和弹簧的弹性系数。 推算出赛车在没有安装防侧倾杆之前的悬架刚度初值，并计算车轮在最大负重情况下的轮胎变形。 计算没安装防侧倾杆时赛车的横向负载转移分布。 根据上面计算数值，选择防侧倾杆以获得预想的侧倾刚度和 LLTD。最后确定减振器阻尼率。 上面计算和选型完成后，再重新对初值进行校核。 运用Pro/E或者Catia进行零件设计和仿真建模，设计出悬架的雏形。在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能，并用ADAMS/Insight进行优化分析。 使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，
底盘-10-麦弗逊式悬架的构造及拆装实训
汽修专业理实一体教案 课题项目七麦弗逊式悬架的结构、工作原理及拆装实训 教学目标一、知识目标 了解麦弗逊式悬架的工作原理原理二、技能目标 拆卸安装悬架 三、情感目标 培养团队合作能力 培养不怕脏不怕累的劳动精神 教学重点一、实训车间的行为规范 二、悬架及减震的工作原理 教学难点一、悬架的运动原理 二、规范的使用各种工具 教学准备一、转向系统实训台 二、拆装作业台 三、120件套工具箱 作业布置一、作业 二、实训报告 教学考核一、现场提问（30%） 二、现场实践操作（70%）
教学反思 教学内容或教学流程教法设计 一、课前三分钟 1.强调车间内不允许玩手机，督促班干部收缴手机 2.保持车间干净整洁，不准带入饮料零食等物 3.未经老师允许，不得擅自操作各个机械 4.检查教材、笔记本、笔 二、复习旧知与导入新课 1.复习旧知 底盘构成 2.导入新课 颠簸路面上，车辆如何减少震动，吸收能量？ （1）弹簧延时，缓冲 （2）减震吸收能量 三、悬架的结构
『悬挂在汽车底盘安放位置的示意 图』 ●悬挂的概念和分类 首先让我们来了解一下什么 是悬挂：悬挂是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。典型的汽车悬挂结构由弹性元件、减
震器以及导向机构等组成，这三部分分别起缓冲，减振和力的传递作用。绝大多数悬挂多具有螺旋弹簧和减振器结构，但不同类型的悬挂的导向机构差异却很大，这也是悬挂性能差异的核心构件。根据结构不同可分为非独立悬挂和独立悬挂两种。 『奥迪S4前后均采用了独立悬挂』 非独立悬挂由于是用一根杆件直接刚性地连接在两侧车轮上，一侧车轮受到的冲击、振动必然要影响另一侧车轮，这样自然不会得到较好的操纵稳定性及舒适性，同时由于左
1 范围 本规范适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 QCn 29035-1991 汽车钢板弹簧技术条件 QC/T 517-1999 汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件 GB/T 4783-1984 汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法 3 符号、代号、术语及其定义 GB 3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义 GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码 GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 GB/T 12549-2013 汽车操纵稳定性术语及其定义 GB 7258-2017 机动车运行安全技术条件 GB 13094-2017 客车结构安全要求 QC/T 480-1999 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 QC/T 474-2011 客车平顺性评价指标及限值 GB/T 12428-2005 客车装载质量计算方法 GB 1589-2016 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码机动车 JTT 325-2013 营运客车类型划分及等级评定 凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 4 悬架系统设计对整车性能的影响 悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置（减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的
本科毕业设计(论文)手册 （理工科类专业用） 毕业设计(论文)题目＿＿工程自卸车底盘悬架系统设计＿＿＿＿＿专题题目＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 设计(论文)起止日期：年月日至年月日 ＿＿学院＿＿专业＿＿年级＿＿班 学生姓名＿＿＿＿＿＿ 指导教师＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 教研室(系)主任＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 教学院长＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 年月日＿＿＿＿2012.2.26 ＿＿＿
须知 一、本手册第1页是毕业设计（论文）任务书，由指导教师填写；第2页是开题报告；第3页是答辩申请事项。答辩时学生须向答辩委员会（或答辩小组）提交本手册，作为答辩评分的参考材料，没有本手册不得参加答辩。本手册可以使用电子版打印，但签署姓名和日期处必须手工填写。本手册最后装入学生毕业设计（论文）档案袋。 二、毕业设计（论文）期间，要求学生每天出勤不少于6小时，在校外进行毕业设计（论文）或实习（调研）者，应遵守有关单位的作息时间，学生如事假（病假）必须按规定的程序办理请假手续，凡未获准请假擅自停止工作者，按旷课论处。 三、学生在毕业设计（论文）中，要严格遵守纪律、服从领导、爱护仪器设备，遵守操作规程和各项规章制度；自觉保持工作场所的肃静和清洁，不做与毕业设计（论文）工作无关的事情。 四、学生要尊敬指导教师、虚心请教，并主动接受老师的随时检查。 五、学生要独立完成毕业设计（论文）任务，在毕业设计（论文）过程中要有严谨的科学态度和朴实的工作作风，严禁抄袭和弄虚作假。 六、毕业设计（论文）成绩评定标准按五级：优秀（90分以上）、良好（80分以上）、中等（70分～79分）、及格（60分～69分）、不及格（59分以下）。
大学生方程式赛车使用材料分析 摘要：本论文主要内容为大学生方程式赛车正在普及中国的高校，在参赛队伍的努力下，这项比赛正在给中国的汽车制造业注入活力。对于参赛者而言，对汽车材料知识的学习非常重要，因为通过对车架、车身、轮胎、油气系统材料选择以及优化可以极大提高赛车的整体性能下文，将会对现在的方程式赛车的整体车结构的材料进行分析以及对于参赛者材料选择重要性的论述。 Abstract: the main content of this thesis is to popularize Chinese for college students of Formula One racing college, in the team's efforts, this game is to Chinese automobile manufacturing industry infuse vigor.The contestants, to automotive materials knowledge learning is very important, because the frame, body, tires, oil and gas system in material selection and optimization can greatly improve the overall performance of the car below, will be on the present formula car integral structure material for analysis and material selection for contestants in the exposition of the importance. 中国大学生方程式汽车大赛（以下简称“FSAE”）是中国汽车工程学会及其合作会员单位在学习和总结美、日、德等国家相关经验的基础上结合中国国情精心打造的一项全新赛事。我们大学生参与其中主要意义在于通过动手实践增强理论知识，为我国的汽车工业发展输送高素质的人才。在参与FASE中，对于赛车的设计固然重要，但是对于赛车材料的选择同样是重中之重。通过对材料的准确把握，设计制造出合格的赛车，是FASE的灵魂。而灵魂的重要性值得所有参与其中的人认真研究。 首先我们从车架说起。车架是是构起赛车的基本，车架是车辆的主体结构，为其他部件，如悬架、发动机、座椅、踏板、传动装置等提供安装的位置，并承受所有部件传来的力。所以我们说，对于车架材料的选择非常重要，因为它决定了赛车的稳定性。对因为于大学生来讲，设计的赛车从简单以及可行性来考虑，多采用空间衍架结构，设计制造简单便宜，并且发生碰撞后可以很容易的检修。
毕业论文写作及打印的要求 一、毕业论文格式的要求： 1.毕业论文用纸：应按规定格式用计算机打印，纸张大小一律使用A4复印纸。 2.单面打印页面设置：上2.2cm，下2cm，左2cm，右2cm，装订线1cm，页眉1.2cm，页脚1.5cm。 3.页眉设置为：以楷体小5号字键入“内江职业技术学院毕业论文”，居右；页码设置为：插入页码，居中。 4.论文正文字数要求在5000字以上。 二、毕业论文开题报告 1. 拟定毕业论文的题目。 2. 提出毕业论文的构思与设想(包括：论文正文的章、节标题及解决的问题)。 3. 明确立题目的和意义。 4. 提出立题依据及技术条件。 5. 拟定技术要求与工作计划。 三、毕业论文内容要求 摘要：小三号，黑体。 中文摘要：采用宋体小四号字，行距设置为：多倍行距，设置值为1.25。 （三）目录 号字见样式，其中每章题目用黑体字，每节题目用宋体字，并注明正文中各章节起始页码，题 )
（四）、正文字体要求 每章题目居中、黑体小三号；每节题目左顶边、宋体四号加黑；每小节题目左顶边、宋体小四号加黑。正文文字用宋体小四号汉字和四号“Times New Roman”英文字体，每自然段首行缩进2个字符。 正文是毕业论文的主体，占论文的绝大部分篇幅，可分若干章或小节。写好这部分，首先是要有材料，有内容，然后有概念、判断、分析、推理，最终形成观点。对于撰写这部分文章，首先是合乎逻辑，顺理成章；其次是注意词句，简明精练，通顺易读。论文可恰当地运用表格和图的形式来反映分析过程或结果，这是科技论文通用的一种表达方式。 （五）行间距要求 每章题目与每节题目之间的行距设置：每章题目后设单倍行距，段前0行，段后0.5 行。 每节题目与小节题目之间的行距设置：每节题目后设单倍行距，段前0行，段后0.5 行。 正文行距设置：设多倍行距，设置值为1.25，段前段后均为0行。 （六）正文章节序号编制 ★章，编写为：第一章，第二章…….。 ★节，编写为：1. 1、1. 2……，2. 1、2. 2….。 ★小节，编写为：1. 1. 1, 1. 1. 2…。 ★小节以下层次，先以括号为序，如（1），（2）…;再以圈圈为序，如①, ②…。层次采用如下格式：(见正文样式) (七）毕业论文的公式、图与表 ★公式号以章分组编号，如（2－4）表示第二章的第4个公式。 ★公式尽量采用公式编辑应用程序输入，选择默认格式，公式号右对齐，公式调整至基本居中。★图与表以章分组编序号，如图3－5表示第三章的第5幅图。 ★图与表应有相应的名称，如“实验系统流程示意图”。 ★图序与图名居中置于图的下方。 ★表序与表名置于表的上方。 (八) 结论 结论对全篇论文起画龙点睛的作用，应对本课题所得成果作概括性的总结，应说明应用限制条件，可指出尚须进一步研究的问题，结论的内容不只是前面实验结果、实验结果部分已经得出的研究成果的简单重复，而应该有进一步的认识。结论要简单、明确，用词严谨。要做到结论的语言，像法律条文一样斩钉截铁，只能有一种解释。成果应反映本人的研究成果并实事求是。 (九) 致谢 以简短的文字，对在毕业设计（论文）过程中给予直接帮助的导师或单位、个人表示自己的谢意。 (十) 毕业论文参考文献 参考文献采用宋体5号字。正文引用参考文献处应以方括号标注出。如“……效率可提高25%[2]”。表示此结果援引自文献2。 参考文献的编写方式为： ★期刊文献的格式：“[编号](空一格)作者.文章题目名.期刊名,年份,卷号(期数):引文页码.”例如： [1] 李治平．数控系统故障的快速诊断．机械设备维修学报，1998，4（3）：31-37.
钢板弹簧悬架系统设计规范 1 范围 本规范适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 QCn 29035-1991 汽车钢板弹簧技术条件 QC/T 517-1999 汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件 GB/T 4783-1984 汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法 3 符号、代号、术语及其定义 GB 3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义 GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码 GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 GB/T 12549-2013 汽车操纵稳定性术语及其定义 GB 7258-2017 机动车运行安全技术条件 GB 13094-2017 客车结构安全要求 QC/T 480-1999 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 QC/T 474-2011 客车平顺性评价指标及限值 GB/T 12428-2005 客车装载质量计算方法 GB 1589-2016 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码机动车 JTT 325-2013 营运客车类型划分及等级评定 凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 4 悬架系统设计对整车性能的影响 悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置（减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的
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)
江西新能源科技职业学院高职生（专科）毕业论文/设计撰写规范 为规范专科生毕业论文（设计）撰写格式，保证专科生毕业论文（设计）质量，特制定本规范。 一、毕业论文（设计）撰写结构要求 1、题目：应简洁、明确、有概括性，字数不宜超过20个字。 2、摘要：要有高度的概括力，语言精练、明确。同时有中文摘要200～300个字。 3、关键词：从论文标题或正文中挑选3～5个最能表达主要内容的词作为关键词，同时有中、英文对照，分别附于中、英文摘要后。 4、目录：写出目录，标明页码。 5、字数：5000字左右。 6、正文： 毕业论文正文：包括前言、本论、结论三个部分。 前言（引言）是论文的开头部分，主要说明论文写作的目的、现实意义、对所研究问题的认识，并提出论文的中心论点等。 本论是毕业论文的主体，包括研究内容与方法、实验材料、实验结果与分析（讨论）等。在本部分要运用各方面的研究方法和实验结果，分析问题，论证观点，尽量反映出学生的科研能力和学术水平。 结论是毕业论文的收尾部分，是围绕本论所作结束语。其基本的要点就是总结全文，加深题意。 7、谢辞：简述自己通过做毕业论文（设计）的体会，并对指导教师和协助完成论文（设计）的有关人员表示谢意。 8、参考文献：在毕业设计（论文说明书）末尾要列出在论文（设计）中参考过的专著、论文及其他资料，所列参考文献应按文中参考或引证的先后顺序排列。 9、注释：在设计（论文说明书）写作过程中，有些问题需要在正文之外加以阐述和说明。 10、附录：对于一些不宜放在正文中，但有参考价值的内容，可编入附录中。例如，公式的推演、编写的算法、语言程序等。 11.论文装订时最后附2页空白纸，以供评委老师书写论文评定 二、毕业论文（设计）撰写格式要求 1、毕业论文一律打印，采取A4纸张，页边距一律采取：上、下2.5cm，左2.4cm,右2.4cm，行间距取多倍行距（设置值为1.25）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准），封面采用教务处统一规定的封面。 2、字体要求 论文所用字体要求为宋体。 3、字号
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊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
第1章前言 车架和悬架系统是汽车设计的重要部分，因为它们的好坏直接关系到汽车各个方面（操控、性能、安全、舒适）性能。 现代汽车绝大多数都具有作为整车骨架的车架。汽车绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置的，如发动机、传动系统、悬架、转向系统、驾驶室、货箱和有关操纵机构。车架是支撑连接汽车的各零部件，并承受来自车内、外的各种载荷，所以在车辆总体设计中车架要有足够的强度和刚度，以使装在其上面的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形最小，车架的刚度不足会引起振动和噪声，也使汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性及某些机件的可靠性下降。过去对车辆车架的设计与计算主要考虑静强度。当今，对车辆轻量化和降低成本的要求越来越高，于是对车架的结构形式设计有高的要求。首先要满足汽车总布置的要求。汽车在复杂多边的行驶过程中，固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。汽车在崎岖不平的道路上行驶时，车架在载荷作用下可能产生扭转变形以及在纵向平面内的弯曲变形；车架布置的离地面近一些，以使汽车重心位置降低，有利于提高汽车的行驶稳定性。[]1 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（支撑力）、纵向反力（驱动力和制动力）和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车的正常行驶。在进行设计时，要满足以下几点要求： a．规范合理的型式和尺寸选择，结构和布置合理。 b．保证整车良好的平顺性能。 c．工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整。 d．尽量使用通用件，以便降低制造成本。 e．在保证功能和强度的要求下，尽量减小整备质量。 f．其它有关产品技术规范和标准。[]2 目前，农用运输车不能满足“三农”市场需求，突出表现为一般产品生产能力过剩，技术水平低，质量和维修服务水平差，价格较高，而市场急需的高质量经济型产品不能满足需求。结合生产实际，在农用运输车基础上对低速载货汽车车架及悬架系统进行了设计。
前言： 悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别高级轿车则使用空气弹簧。悬架是汽车中的一个重要总成，它把车架与车轮弹性地联系起来，因此悬架与车辆的行驶平顺性、操控稳定性具有极大的关系。悬架设计的好坏直接影响到整车的性能。因此开发出高品质的悬架是车辆工程师的一项重要任务。而悬架部分涉及的专业知识也比较高深，本文期望通过对悬架进行初级设计以达到对悬架有进一步了解的目 的。 关键词:悬架；减震器；弹簧计算 1
1悬架 1.1悬架的功用 汽车悬架是车架（或车身）与车轴（或车轮）之间的弹性联结装置的统称。它的作用是弹性地连接车桥和车架（或车身），缓和行驶中车辆受到的冲击力；保证货物完好和人员舒适；衰减由于弹性系统引进的振动，使汽车行驶中保持稳定的姿势，改善操纵稳定性；同时悬架系统承担着传递垂直反力，纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架（或车身）上，以保证汽车行驶平顺；并且当车轮相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。 1.2 悬架的组成 一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。 1.弹性元件 弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧等，这里我们选用螺旋弹簧。 2.减振器 减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动，减振器的类型有筒式减振器，阻力可调式新式减振器，充气式减振器。 3.导向机构 导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩，同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动，通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。种类有单杆式或多连杆式的。钢板弹簧作为弹性元件时，可不另设导向机构，它本身兼起导向作用。有些轿车和客车上，为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜，在悬架系统中加设横向稳定杆，目的是提高横向刚度，使汽车具有不足转向特性，改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。
目录 1 绪论 (2) 1.1 悬架的概述 (2) 1.2 悬架的分类 (3) 1.3 重型载货汽车悬架系统目前的工作状况 (4) 1.4 悬架技术的研究现状及发展趋势 (5) 1.4.1悬架技术的研究现状 (5) 1.4.2悬架技术的发展趋势 (5) 1.4.3悬架设计的技术要求 (5) 2 空气悬架结构 (6) 2.1 空气悬架结构简介 (6) 2.1.1空气悬架系统的基本结构 (6) 2.1.2空气弹簧的类型 (6) 2.1.3导向机构 (7) 2.1.4高度控制阀 (7) 2.2 空气悬架系统的工作原理 (7) 3 悬架主要参数的确定 (8) 3.1 载货汽车的结构参数 (8) 3.2 悬架静挠度 (8) 3.3 悬架动挠度 (9) 3.4 悬架弹性特性 (10) 4 弹性元件的设计 (11) 4.1 空气弹簧力学性能 (11) 4.1.1空气弹簧刚度计算 (11) 4.1.2空气弹簧固有频率的计算 (13) 4.1.3空气弹簧的刚度特性分析 (14) 4.2 高度控制阀 (16) 5 悬架导向机构的设计 (17) 5.1 悬架导向机构的概述 (17) 5.2 横向稳定杆的选择 (17) 5.3 侧顷力臂的计算方法 (18) 5.4 稳定杆的角刚度计算 (19) 5.5 悬架的侧倾角校核 (20) 6 减振器机构类型及主要参数的选择计算 (21) 6.1 分类 (21) 6.2 主要参数的选择计算 (22) 7 技术与经济性分析 (26)
1 绪论 1.1 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。 以下对悬架重要的组成部分进行简单的介绍。 (一)弹性元件 弹性元件主要是把车架或车身与车桥或车轮弹性的连接起来，主要有空气弹簧，钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧等。 (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。 随着科学技术突飞猛进，生活水平的不断提高，人们对汽车的乘坐舒适性及各方面的性能提出了更高的要求，这便迫使各汽车生产厂家不断的引进先进技术，生产出更好的产品，保持强大的竞争能力。从而空气弹簧的设计与研究也越来越受到车辆设计人员的青睐。在本论文主要是对空气弹簧进行了研究与探讨。 (2)钢板弹簧 由多片不等长和不等曲率的钢板叠合而成。钢板弹簧除具有缓冲作用外，还有一定的减震作用。 (3)螺旋弹簧 只具备缓冲作用，多用于轿车独立悬挂装置。由于没有减震和传力的功能，还必须设有专门的减震器和导向装置。 (4)扭杆弹簧 将用弹簧杆做成的扭杆一端固定于车架，另一端通过摆臂与车轮相连，利用车轮跳动时扭杆的扭转变形起到缓冲作用，适合于独立悬挂使用。 (二)导向装置
毕业设计 卓越工程师培养(海格班) 麦弗逊悬架的结构设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
河北工业大学本科毕业设计（论文）中期报告 毕业设计（论文）题目：方程式赛车悬架系统设计分析 专业：车辆工程 学生信息：学号：082886；姓名：樊广阔；班级：车辆083 指导教师信息：教师号：86024；姓名：武一民；职称：教授 报告提交日期： 一、前期具体工作及取得进展 1.查阅FSAE赛车及相似汽车悬架结构，确定所设计赛车悬架结构。 根据文献及FSAE赛车实车相关图片初步确定采用不等长双横臂拉杆弹簧独立悬架，制动器形式采用盘式制动。上下两横臂采用A型结构，且由杆件代替，上下A臂不平行且不等长，为了保证运动时轮距变化不大采用上横臂短、下横臂长的结构形式。 悬架杆件采用SAE4130钢管，尺寸为12x1.5以及，并采用SA型外螺纹杆端关节轴承，型号为：SA8E。横臂与转向节的链接采用GE型向心关节轴承，型号为：GE8C。减震器及弹簧选取螺旋弹簧套在减震器外侧的结构，减震器的一端通过摇臂与拉杆连接，另一端连接在车架上。横向稳定杆与摇臂的连接同样采用外螺纹杆端关节轴承，型号为：SA6E。摇臂的旋转中心采用的是自润滑轴承，型号为10x14x20。整体结构的布置形式大概如下图所示： 2.初步确定悬架相关参数。 根据赛事规定6.3.1 赛车轮辋直径必须至少为203.2mm（8.0 英寸），因此结合查阅相关资料及简单计算轮辋采用13X8尺寸，即轮辋直径为330mm。轮胎选取Continental轮胎，型号为195/45R13，轮胎外径为510mm。 根据赛事规定6.2 离地间隙：在比赛中，在有车手乘坐时，赛车的静态离地间隙必需至少25.4mm（1 英寸），因此，初步设计赛车最小离地间隙为30mm。 根据赛事规定2.3 轴距赛车的轴距必须至少为1525mm（60 英寸）。轴距是指在车轮指向正前方时同侧两车轮的接地面中心点之间的距离。因此，初步设计赛车轴距为1535mm。 根据赛事规定2.4 轮距赛车较小的轮距（前轮或后轮）必须不小于较大轮距的75%。 此次设计初步设计前轮距为1200mm，后轮距为1180mm。 根据赛事规定 6.1.1 赛车所有车轮必须安装有功能完善的、带有减震器的悬架。 在有车手乘坐的情况下，轮胎的跳动行程至少为50.8mm（2 英寸），其中向上25.4mm
前轮最常见悬挂形式麦弗逊独立悬挂详解 2010年10月14日 15:11:14 来源： Che168 麦弗逊悬挂(macphersan)，是现在非常常见的一种独立悬挂形式，大多应用在车辆的前轮。简单地说，麦弗逊式悬挂的主要结构即是由螺旋弹簧加上减震器以及A字下摆臂组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能作上下方向的振动，并且可以通过对减震器的行程、阻尼以及搭配不同硬度的螺旋弹簧对悬挂性能进行调校。麦弗逊悬挂最大的特点就是体积比较小，有利于对比较紧凑的发动机舱布局。不过也正是由于结构简单，对侧向不能提供足够的支撑力度，因此转向侧倾以及刹车点头现象比较明显。下面就为大家详细的介绍一下麦弗逊悬挂的构造以及性能表现。 麦弗逊悬挂的历史： 麦弗逊式悬挂是应前置发动机前轮驱动(ff)车型的出现而诞生的。ff车型不仅要求发动机要横向放置，而且还要增加变速箱、差速器、驱动机构、转向机，以往的前悬挂空间不得不加以压缩并大幅删掉，因此工程师才设计出节省空间、成本低的麦弗逊式悬挂，以符合汽车需求。
麦弗逊（Macphersan）是这套悬挂系统发明者的名字，他是美国伊利诺伊州人，1891年生。大学毕业后他曾在欧洲搞了多年的航空发动机，并于1924年加入通用汽车公司的工程中心。30年代，通用的雪佛兰公司想设计一种真正的小型汽车，总设计师就是麦弗逊。他对设计小型轿车非常感兴趣，目标是将这种四座轿车的质量控制在0．9吨以内，轴距控制在2．74米以内，设计的关键是悬挂。麦弗逊一改当时盛行的板簧与扭杆弹簧的前悬挂方式，创造性地将减振器和螺旋弹簧组合在一起，装在前轴上。实践证明这种悬架形式的构造简单，占用空间小，而且操纵性很好。后来，麦弗逊跳槽到福特，1950年福特在英国的子公司生产的两款车，是世界上首次使用麦弗逊悬架的商品车。 麦弗逊悬挂的构造： 麦弗逊悬挂构造图 麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、A字形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。麦弗逊式独立悬架的物理结构为支柱式减震器兼作主销，承受来自于车身抖动和地面冲击的上下预
新课程背景论文主体作用论文：新课程背景下如何发挥学生 学习地理的主体作用 摘要：针对新课程的特点，如何发挥学生学习的主体作用已成为教师提高教学效果，学生提高学习效率的关键。让学生占有课堂、让学生进行问题的“探究”、让学生带着问题去“阅读”、让学生及时地参加“实践”是发挥学生学习地理的主体作用的重要途径。需注意的问题是：时间分配要合理、教师要当好向导。作为一线地理教师，研究如何发挥学生学习地理的主体作用的有关问题，将会促进新的教育观念的形成，并在地理教学实践中折射出灿烂的光芒。 关键词：新课程背景；地理学习；主体作用；途径 一、问题的提出 现在新课程的使用已全面铺开。发挥学生在地理学习中的主体作用具有十分重要的意义。一方面，高中地理新教材（湘教版）（以下简称地理新教材）中有大量的“活动”内容，这些内容需要通过发挥学生的主体作用来解决。我们知道，学生的学习效果虽然离不开教师的指导，但主要还是通过学生自身学习来实现的。也就是说，教师是学生学习成绩变化的外因，而学生是其学习成绩变化的内因。这样在教学过程中，毫无疑问，学生就处于主体地位。尤其是随着新教材的使用，这种状况越来越明显。而且，提高学生的全面素质，也是目前发展均衡教育的需要。作为教师，如何发挥学
生在其学习中的主体作用，就成了目前搞好教学工作的关键。笔者结合自己三年来使用地理新教材的比较成功的教学实践，谈谈自己的做法，与同行们商榷。 二、发挥学生学习地理的主体作用的重要途径 1.让学生“占有”课堂。从地理新教材的结构来看，插入了大量的“活动”内容，或“探究”、或“阅读”、或“实践”、或“思考”。例如，必修i当中的第一章第三节“地球运动”一节，这些内容大致占到了该节三分之二或三分之二以上的篇幅。其中这一节当中，“探究”和“实践”活动所占的比重更突出。且大多是地理学科的重难点知识。例如，地球自转的周期和时间、线速度、角速度的计算；昼夜更替的成因；某地的经度计算；时区、区时的有关计算；日期的判定；日照图的绘制及昼夜长短的判定；正午太阳高度及计算。所有这些要通过“活动”来解决，就必须发挥学生学习地理的主体作用。而学生学习地理的主战场就是课堂。因此，教师必须把课堂的绝大部分时间让给学生，让学生去思考和解决地理的相关问题。 2.让学生进行问题的“探究”。“现代教育学认为在教学过程中占中心地位的应当是学，而不是教，承认理解应当是学习的目标，因此反对死记硬背的学习方法，主张应当在教师指导下，由学生自己去发现规律”。“在教学目标上，丰富性教学强调从多维度、多层面完整地把握教学目标，从