乘用车1/4悬架试验台设计
摘要:汽车悬架是乘用车必不可少的机构，不论是乘用车还是商用车，都离不开悬架机构，它关系到乘用车的乘坐平顺性，减缓乘用车车身和车桥的振动，当乘用车受到来自地面的冲击时，或者其他外界的激励，缓和这些外界激励造成的冲击作用，此外还关系到驾驶人员和乘坐人员的安全性与否。
鉴于悬架装置的重要性，此次设计的共振式汽车减振试验台来检测其性能。首先分析了减振试验台的工作原理，说明了减振试验台的设计要求，再对减振试验台的零部件进行设计分析，然后进行相应的强度校核，并作了技术经济性分析，表明设计的减振试验台符合设计要求。这种方法的优点在于试验台性能稳定，数据可靠性好，但缺点是检测参数单一，对悬架装置不能形成全面的分析与故障诊断，无法全面反映悬架装置的技术状况。
关键词：减振器；谐振式试验台；谐振频率；谐振振幅
The design of passenger car’s suspension test-bed
Abstract:Car suspension is essential for passenger cars, whether passenger cars or commercial vehicles, are inseparable from the suspension mechanism, it is related to the passenger ride ride comfort, slow down the car body and axle Vibration, when the passenger car from the impact of the ground, or other external incentives to ease the impact of these external incentives, but also related to the safety of drivers and passengers or not.
In view of the importance of suspension devices, the design resonant vehicle vibration reduction test bed to detect its performance. First analyzes the working principle of vibration test rig, vibration test rig is described in the design requirements, and design analysis was carried out on the vibration test rig parts, then the corresponding intensity, and the technical economy analysis, shows that the design of vibration test rig conform to the design requirements. This method is to test the advantages of stable performance, good reliability data, but the disadvantage is that single detection parameters, the suspension could not form a comprehensive analysis and fault diagnosis, can not fully reflect the technical condition of the suspension.
Keywords: Suspension resonant；Test stand；Resonant frequency；Resonant amplitude
目录
摘要 ............................................................................................................................................ I Abstract .................................................................................................................................... I I 1 绪论 .. (1)
1.1 国外汽车检测技术发展状况 (1)
1.2 中国汽车维修行业的基本情况 (1)
1.2.1 汽车维修行业存在的基本问题 (1)
1.2.2 汽车维修行业面临的新形势 (2)
1.2.3 汽车维修行业的发展趋势 (3)
1.3 汽车悬架性能试验技术的发展状况 (3)
2 汽车减振试验台的设计 (7)
2.1 汽车减振器工作原理 (7)
2.2 试验台的设计 (7)
2.3 检测台设计注意事项 (8)
3 零部件设计 (9)
3.1 电机的设计 (9)
3.1.1 计算电机的平均转矩 (9)
3.1.2 电机的过载能力校验 (10)
3.2 偏心轴的设计 (10)
3.2.1 轴的受力分析 (10)
3.2.2 确定轴颈参数 (11)
3.2.3 轴的疲劳强度校核 (12)
3.2.4 轴的挠度校核 (12)
3.3 轴上键的强度校核 (13)
3.4 联轴器的设计 (13)
3.5 偏心轴轴承的设计 (14)
3.6 轴承座的设计 (14)
3.7 飞轮的设计 (14)
3.8 滚动导向柱的设计 (15)
3.9 弹簧的设计 (16)
3.9.1 选择初始数据 (16)
3.9.2 弹簧的校核 ............... (16)
3.10 传感器的设计 (17)
3.11 振动板的设计 (18)
3.12 盖板设计 (19)
3.12.1 校核盖板的刚度 (19)
3.12.2 计算盖板的质量 (19)
3.13 驱动盖板的电动机设计 (19)
3.14 减速器的设计 (20)
3.15 齿轮齿条的设计 (20)
3.15.1 齿轮初步设计 (20)
3.15.2 齿条的设计 (21)
4 技术经济性分析 (22)
5 总结与体会 (23)
参考文献 (24)
致谢 (25)
1 绪论
1.1 国外汽车检测技术发展状况
A．制度化
德国的汽车工业走在世界前列，汽车检测技术同样实力强劲，这得益于汽车检测各项技术的制度化，对汽车安全性以及环保性检测有一套行之有效的标准规范，各个汽车检测场都必须遵守这些标准规范以及规章制度，否则会受到严厉的处罚。在日本，汽车的检测工作由运输省统一领导[1]。汽车检测各项工作由运输省负责，相当于我国的交通运输部，下辖国有的检测场以及民营的检测场，民营检测场负责协助国有检测场的检测维修工作。
B．标准化
工业发达国家的汽车检测有一整套的标准[2]。比如德国和美国，汽车检测的周期以及检测步骤都有非常严苛的标准，如果违背了安全性以及环保性检测，汽车必须在修理站维修合格后方可再次进行检测。
C．智能化、自动化检测
随着计算机技术在汽车维修行业中的应用。汽车检测仪采用智能化检测[3]。取代人工的检测方法，自动的检测各种测量参数，准确并快速的测量所需参数，并且能够打印出测量结果。
1.2 中国汽车维修行业的基本情况
上世纪八十年代，由于汽车保有量较少，维修业发展受到了影响，汽车维修的厂家数量较少，维修的价格昂贵。到1989年，汽车维修的厂家数量已达到10万多家[4]。主要以大型的汽车维修服务站为主，小型的汽车维修服务站较少。到了九十年代，汽车维修厂家以及从业人员开始大幅增加，汽车购车的费用以及维修的费用依然很高。2004年，全国共有机动车维修厂家高达36万户之多[5]。维修的车辆数目由原来的几十万辆突破到一亿多辆，维修总产值从原来的几千万突破到几十亿元，在此期间，我国制定了相对严格的汽车检测维修技术规范，建立了汽车检测站，对汽车的安全性和环保性进行严格的检测。
1.2.1 汽车维修行业存在的基本问题
虽然国内的汽车工业以及检测维修业发展迅速，检测站和维修站的数量和质量都有提高，维修的质量有原来的依靠人力到现在的智能化和自动化的检测维修，但是问题依然存在，总结如下：
1）服务的水平和质量有待进一步提高
乘用车的目前已走进千家万户，汽车维修厂家的数量有原来的较少数量到现在的过量，服务的水平却并没有大幅提高。服务质量也参差不齐[6]。这就需要进一步提高汽车检测维修的水平和质量。
2）市场秩序有待进一步规范
由于执法监督不到位，很多汽修店没有维修许可证，维修设施不够全面。维修店内部的设备摆放混乱[7]。
3）维修质量得不到保证，行业的信誉度较低
很多汽修厂的维修质量不过关，主要是维修所使用的配件质量较差，许诺的维修保修期可能达不到。行业的信誉度较低[8]。用户对维修的过程和结果不满意的现象较多。4）乱收费问题存在
在维修过程中，增加维修的项目，延长维修的工时，多收零部件的费用，收费不够公开透明等问题依然存在。
5）从业人员素质低，技术水平低
根据中国汽车维修行业协会的分析统计[9]。对980户汽车维修企业从业人员的素质进行调查研究，这980户汽车维修企业包括48907名维修从业人员，从事技术及管理工作的有10699人，占26.2%；具有高中文化程度者占51.5%；具有大专及以上文化程度的仅占10% 。
1.2.2 汽车维修行业面临的新形势
1）汽车维修需求量大
目前我国汽车的生产量和销售量已经双双突破2000万辆[10]。汽车的很多易耗件需要保养和维修，这对维修厂的数量和维修质量需求旺盛。2004年，中国私人汽车保有量已经达到1365万辆[11]。这其中乘用车的数量要占到一半以上。
2）对汽车维修人员的素质要求更高
随着汽车电子化和智能化的发展，很多汽车功能的发挥，汽车检测维修仪器的使用，都必须能够熟练的掌握一门到两门的外语，并要求能够看懂电路图，传统的机械修理已
经不能满足现在对维系人员素质的要求。
3）主管部门应该加大监管和管理力度
国务院颁布的《条例》和《规定》的正式施行[12]。严格了管理秩序，提高了监管的水平，对汽修行业人员有了详细的规定，并强化法制观念，守法经营。
4）加大对从业人员中技术人员的管理和要求
《机动车维修管理规定》第十一条中，对汽车维修厂应该具备的资质，维修厂应该配备的人员做了较为详细的规定，从事汽车维修业务的企业分为一类、二类、三类，一类和二类的要求和标准更为严格，必须有至少1名的技术人员或者质量检验人员，技术人员负责指导汽车维修的全过程，质量检验人员负责对维修之后的检验审核，另外，有条件的还需要配备汽车电器、钣金喷漆的维修服务人员，这些技术人员总数的40%应当经全国统一考试合格。从事三类维修业务的，人员有详细的分类以及分工，各个工种从事的工作各不相同，按照其经营项目分别配备相应的机修、电器、钣金、涂漆的维修技术人员；技术负责人员、质量检验人员。
5）加入世界经济贸易组织市场全面开放后面临激烈的竞争
由于汽车市场在加入世贸五年后需要对外开放[13]。汽车维修业很多大型跨国连锁店来到国内建立连锁店，这些连锁经营店资金实力雄厚，维修服务质量较高，对国内汽车维修也得竞争压力很大。
1.2.3 汽车维修行业的发展趋势
交通部发文指出，先发展一批实力雄厚的汽车维修企业，让这些企业做大做强，在统一汽车维修服务质量标准的前提下，采取异地设点或联营等形式，服务标准和质量保持一致。发展连锁经营具有很多好处。借鉴国外汽车检测维修行业的先进发展经验[14]。优化重组小型的汽车检测维修服务站，制定严苛的检测维修服务标准和规范，连锁经营店的规模和检修人员要严格规范和考核，统一化管理各个检修连锁店。
1.3 汽车悬架性能试验技术的发展状况
汽车悬架是乘用车必不可少的机构，不论是乘用车还是商用车，都离不开悬架机构，它关系到乘用车的乘坐平顺性，减缓乘用车车身和车桥的振动，当乘用车受到来自地面的冲击时，或者其他外界的激励，缓和这些外界激励造成的冲击作用，此外还关系到驾驶人员和乘坐人员的安全性与否。所以，设计开发出检测悬架装置的工作性能试验台是十分重要的。汽车悬架装置检测方法有三种，包括经验法、按压车体法和试验台检测法。
经验法是通过眼睛观察，听取汽车工作时的异响，感知汽车工作时的温度等方法，判断悬架装置的工作情况是否正常。按压车体法的细分较多，可以用不同的方法来按压车体，产生的外在激励不是相同的，可以是检测维修人员按压车体，也可以通过仪器设备来按压，仪器设备可以是试验台，也可以是其他专用设备。检测试验台法是另外一种比较先进的方法，可以快速准确的检测出悬架的工作性能，由于外在激励不同，检测的参数和结果也不同。根据外在激励不同，检测试验台法有测力式和测位移式两种类型。
(一)悬架检测台的结构与检测方法
1．悬架装置检测台的工作原理
(1)跌落式悬架装置检测台
这种检测方法较为常见，首先需要把汽车行驶到悬架检测台上，使车轮处于检测台的中央表面上，采用动力提升汽车，车轮也随之上升，然后断开动力，汽车会跌落下来，由于跌落之后会产生振幅，可以使用压力传感器来检测振幅信号，传输给控制系统，经过分析处理，显示输出结果共检修人员使用。
(2)共振式悬架装置检测台
如图1-1所示，通过试验台的电动机、偏心轮、蓄能飞轮和弹簧组成的激振器，通过控制电源系统的通断，汽车在检测台上下震动，检测汽车悬架装置产生的振动。
图 1-1共振式悬架试验台
1-蓄能飞轮；2-电动机；3-偏心轮；4-激振弹簧；5-台面；6-测量装置测力式悬架装置检测台和测位移式悬架装置检测台，它们的结构如图1-2所示。由于共振式悬架装置检测台性能稳定、数据可靠，因此应用广泛。
图1-2 测力式和测位移式悬架试验台结构
a)测位移式；b)测力式
1、6-车轮；2-位移传感器；3-偏心轮；4-力传感器；5-偏心轴
2．共振式悬架装置检测台的结构
(1)机械部分
机械部分是该悬架试验台的硬件部分[15]。关系到试验台工作测量数据的准确可靠性，包括箱体部分，给其他机械部分提供支撑和约束作用，包括两套振动系统，振动系统的结构较为复杂，里面是悬架试验台的核心部件，结构如图1-3所示。由偏心轴、激振板、支承台面、激振弹簧、驱动电机、蓄能飞轮和传感器等构成。
图 1-3 共振式减振试验台结构示意图
（2）电子电器控制部分
这部分是悬架试验台的重要集成部分，相当于人体的大脑，主要由微机、传感器、A/D转换器、电磁继电器及控制软件等组成。控制软件起到桥梁作用，它可以有效连接悬架装置试验台电子电器控制部分与机械部分，它的工作流程如1-4所示。
图1- 4 软件工作流程图
(二)悬架装置工作性能的诊断标准
根据国家标准以及行业标准规定：对于最大设计车速≥100km/h、轴载质量≤1500kg 的载客汽车，应用悬架检测台按规定的方法进行检测悬架特性，受检车辆的车轮在受外界激励振动下测得的吸收率，即被测汽车共振时的最小动态车轮垂直载荷
F与静态车
min
轮垂直载荷W的百分比值A(又称车轮接地性指数)，不应小于40%，同轴左右轮吸收率之差不得大于15%。
表1-1车轮接地性指数参考标准
2 汽车减振试验台的设计
2.1 汽车减振器工作原理
该减振器的结构如图2-1所示，由于各个物体都有自身的固有频率，这是物体的固有属性，电机的频率和车轮的频率不同，电机是主动件，车轮是从动件，电机的频率高于车轮，所以飞轮扫频激振过程，频率逐渐减小，可以扫到车轮的频率，由此产生共振。
测量此时的振动频率、振幅、输出振动波形曲线[16]。以此评价汽车悬架减振器性能。
图2-1 试验台示意图
此外，考虑到试验台的安全性，设计一个小型电机通过齿轮齿条带动盖板在钢架上滑动。而盖板滑动的距离同样是由传感器把信号传给电脑，再由电脑控制电机停止转动。
2.2 试验台的设计
通过查阅国家标准以及行业标准，该检测对象是乘用车，要求悬架试验台每根轴承载质量在1t，不能超过最大检测质量1.5t，试验台拟由两台Y100L系列电机带动。合适的选择电机的满载转速以及额定功率[17]。该电机的满载转速为1420r/min，额定功率为3kw。
图 2-2 试验台结构示意图
此检测台由电机带动的偏心机构产生振动[18]。此部分由同相位偏心轴外套圆柱滚动轴承组成。直线滚动导向柱由直线导轨和直线滚动轴承、法兰及密封毡组成，该装置把振动现状与竖直方向。其他起稳定保持作用的装置有带立式座的球轴承起支撑作用，并保持轴的稳定。飞轮储存电机的能量并产生扫频激震。
2.3 检测台设计注意事项
1）此检测台只用于轿车悬架系统的检测，所以振动板的长度应该满足各种轮距的轿车。
2）该试验台应用于轿车的检测，但必须使其他车辆（卡车、货车、农用车等）能顺利通过，所以在振动板上应该设置一个盖板。在盖板的设计时应该考虑满足小车（轮距750mm），大车（轮距2500mm）能顺利通过。
3）考虑到汽车振动时可能脱离检测台，为了安全，使盖板在移开时至少有200mm。
3 零部件设计
3.1 电机的设计
已知实验台要求频率为23Hz ，故所选用的电机转速为n=1440 r/min 。选用Y 系列三相异步电机，该系列电动机使用转差率无特殊要求的机械拖动上，也可以用于启动静止和惯性负载比较大的机械上。采用新型电磁材料及优质绝缘材料，因而体积小，重量轻，性能好，结构牢靠，维修方便，运行可靠。
3.1.1 计算电机的平均转矩
偏心轴的平均偏心距离: 偏心轴在转动过程中的位移是: ()θcos 15-=S
故对S 进行积分可得偏心轴的平均位移,即：
(3-1)
在对s 进行求导，可得偏心轴的速度函数，即：
(3-2)
速度曲线如图3-2所示：
图 3-2 速度曲线示意图
对速度函数进行积分，可得偏心轴的平均速度，即：
平均功率：
_20S 5(1cos )d /25mm π
θθπ=-=?ds ds d d v 0.005sin 0.005sin dt dt dt dt 2230.005sin 0.7222sin θθθθωπθθ====?=???=-1-0.500.5
1
20v 0.7222sin d /20.552m /s πθθπ-==?D D
T n
(3-3)
故此电机的功率为：P/2=2.8kw
综上所述：选Y100L2—4绕线型三相异步发动机。电压380V 。参数如下：
额定功率：3 Kw 额定电流：6.8 A
转速：1420 r/min 效率：82%
功率因数：0.82 震动速度：1.8mm/s
3.1.2 电机的过载能力校验
(3-4) 经过校验，证明此电机壳承受未过载。
备注：（电机选取双外延轴型，一面与连轴器连接，另一面与储能飞轮连接。）
3.2 偏心轴的设计
轴的材料选45钢，查表得材料机械性能数据为：
调质处理：
3.2.1 轴的受力分析
受力图：
max N 2
'2U N N N '
max
2.389.7
T T 0.90.85 2.6T K K T T 4T T T T λ====??=<650=355MPa
=275MPa
MPa
σσσ=b s -1强度极限屈服极限弯曲极限115155MPa
[]60MPa
E 2.1510MPa
τσ--===?剪切疲劳极限: 许用应力: 弹性模量:
图 3-3 轴的受力图
弯矩图：
图3-4 轴的弯矩图
扭矩图：
图3-5 轴的扭矩图
3.2.2 确定轴颈参数
轴同时受弯矩和扭矩的作用，产生弯矩和扭矩变形，且弯曲变形较大，所以按扭矩组合变形来来初步估算轴颈。
'22Y 13M mgc /215009.80.05/2367.5N M
T=9549 P/N=95493/144019.894N M 20N M
T K T 1.32026N M
1/W M T []
W d /32
d 45mm σσπ-==??=??=?≈?=?=?=?=+≤=≥≈弯矩为：扭矩为：则实际扭矩：有第三强度理论得出：其中弯矩模量：则：
轴上有键槽，所以轴颈应以一定比例放大，且为保证偏心距为5mm ，阶梯轴为45mm ，即：()()m m d d 25.4745%51%511=?+=+=
将其值取为55mm 。
mm a d d 60212=+=
其中：()()d a 1.007.0-≥
3.2.3 轴的疲劳强度校核
综合考虑载荷与轴颈的影响，可以看出C 受力最大，所以确定C 处为危险截面，只要保证其强度即可保证整个轴的使用要求，则对危险截面进行校核：
计算安全系数：
截面上的抗弯摩量：335.9112451.0mm W =?=
截面上的抗扭摩量：3318225452.0mm W T =?=
作用在截面上的弯矩：M 367500N mm =?
作用在截面上的扭矩为：mm N T ?=26000
截面上的弯曲应力为：2b M/W 367500/9112.540.3N/mm σ===
截面上的扭转剪切力为：2/4.118225/26000/mm N W T T t ===τ
由机械设计手册查得：K
1.85 K 1.58
0.84 0.78
1
στστεεβ=====有效应力集中系数：尺寸因数：表面质量因数： 带入公式得：
1k max 27510.84n 3.11.85 4.3
σσσβεσσ-??==≈?
(3-5) 带入公式得：
1k max
2n 109.3()σ
σττβετψτ-==+
(3-6) 综合以上两种因素总安全系数得：
22n n n 3.098[n]n n στστ
==?+
(3-7) 所以该轴满足疲劳强度的要求。
3.2.4 轴的挠度校核
该轴的挠度曲线如图3-6所示为：
图3-6 挠度曲线
由挠曲线可以看出轴的中心处挠度最大：
21max 2
1c d 45c d max PL L f 8EJ
PL f f 3EJ
J d /64 E=2.1510Mp P=mg/2
:
f f 0.045mm
f 0.103mm [f ]0.5mm
π====?===<=经计算得所以该轴满足变形要求。 (3-8)
3.3 轴上键的强度校核
轴与联轴器之间选用GB1096-1979普通半圆头平键。尺寸为：b=10mm,h=8mm,l=50mm 。
键在工作的工程中，需要考虑需用压应力的大小，不能超过最大值。查手册得许用压应力=100~120MPa 。普通平键连接的强度条件为：
3
p P 3P P 2T 10[]MPa kld 226108.254MPa []100MPa 0.584535
σσσσ?=≤??==≤=??? 所以该键满足许用挤压强度，设计合理。
3.4 联轴器的设计
本设计实验台选用滚子联轴器，这种联轴器优点很多，用于传递两轴之间有一定角度的动力，有一定的位移补偿能力，允许两轴的角度可达1度，径向位移一般在mm 1~2.0范围内，其大小取决与联轴器的尺寸和链的节距。该联轴器的型号为：GB6069-85GL5，许用转矩为：T=250Nm ，许用转速为：n=3150r/min,该实验台的实际转矩为：max T 26Nm T =< ，故该联轴器满足要求。
3.5 偏心轴轴承的设计
该轴承承受主要的载荷，因为要求的转速较大，且要求的旋转精度较高，所以选用单列向心球轴承（GB/T276-94深沟球轴承60000型03系列），基本额定动载荷C 为59.23KN 。采用弹性挡圈和轴肩来轴向固定，且轴承和轴的配合采用过渡配合 偏心轴承的寿命计算：
6n p p n 10c L () P=f R 60n p
c: n: p: 3 f 1.0~1.2
L 6056 h
εε=??==其中：基本额定动载荷轴承转速
当量动载荷：滚子轴承为计算得： (3-9)
所以选择的轴承满足设计要求。
3.6 轴承座的设计
该实验台所承受的基本载荷是：KN C 7.148.91500=?= ，轴承选用带顶丝外球面向心球轴承（JB1642-75）90511型。轴承座选用外球面向心轴承立式轴承（JB1634-75），轴承座型号为：Z609，该轴承座的基本额定载荷是24.5KN ，符合设计要求。
3.7 飞轮的设计
达到需要的频率后，停止电机，由飞轮储存起来的电机的能量就释放出来，这些能量最终会被摩擦副、轮胎、传动副和减振器吸收，其中主要被减振器吸收。
减振器中的阻力F 与减振器的振动速度V 之间的关系是：
s F=v 20.35
δδδδ??==为减震器阻尼系数
阻尼系数的确定：为弹簧上质量，为相对阻尼系数，取 (3-10)
c 为悬架系统垂直刚度，取c=30000N/m ，故有：
21
2222
20.353795
F=v 379505522095N
n :
nFS=I n=2302nFS
46020950.012 I=0.554Kg m (232)71mm H δδωωπ=?=???==?? 由上面的公式得：
=.=设飞轮需要转才能停下来，由能量守恒得令，故
取飞轮的宽度为
，材料为224
200:
mR vR v Bd I=2232
d 223.1d=230mm T ρπ====≈，由得：取。
3.8 滚动导向柱的设计
由于承载球与轴呈点接触，故使用载荷小。钢球的运动状态是滚动状态，摩擦阻力小，精度较高，此部分是使受载荷的钢球与轴作滚动接触。
直线运动球轴承的优点：
1．节省能源，得到较高速度。
2．重负荷下，磨擦系数极小，精度保持不变。
3．这种轴承是标准件，全国通用，制造成本及其安装成本低，结构简单且质量轻。
4．节省给油手续，达到简化润滑保养的目的。
5．由于在轴承的外侧采用油封，并且数量是两个，可以有效防止灰尘进入内部。
综上所诉，采用带有直线轴承的滚动导向柱作为该实验台的重要组成部分之一。由三个部分组成：直线轴承上体（套筒）、直线轴承下体（心轴）、直线轴承。
直线轴承上体和振动板联结，下体与底板联结，联结件均采用M8的六角螺钉，上体采用套筒式，下体采用滚柱式，上体与下体之间用滚动直线运动球轴承联结，直线运动球轴承（GB/T16940-1997），型号为LBP405260 ，直线运动球轴承固定在上体内，上面由上体的空间定位，下面有一挡圈，用紧定螺钉固定在上体上。直线滚动轴承采用循环运动，以增加运动的流畅性，减少磨损，延长零件使用寿命。
直线轴承下体的强度校核：
由于下体承受的弯矩，则：
3
2
b3
d
16
M15009.80.926615Nm
16M16M16M
W d
33.8mm34mm
40mm
π
σ
π
=??÷=
===
=≈
由强度校核公式：
故：
取下体的直线为，故满足强度要求。
(3-11)
3.9 弹簧的设计
3.9.1 选择初始数据
该结构使用的弹簧为拉伸弹簧。材料选
r a
50C V，该弹簧具有很好的机械强度，热加工工艺优异，回火稳定。
以下为该弹簧的设计数据：
max
min
6
max min
max
44
3'
2
P679N
P366N
h=5mm
:N>10I
P(P-P)/h62.6N/m
d=5,D=25
P822.780.875=719.9N/m
Gd784505
n=
8D P825
=
=
==
=?
?
=
?
'
最大拉力
最小拉力
工作行程
载荷作用次数属类
初算弹簧刚度：
查设计手册：取
3
'
1min0
2
2
1
6.27 (3-12)
62.6
n=7P62.6 6.26/7=56.0N/m
P231N
F P P P(366231)/56.0 2.41mm
F 2.41+5=7.41mm
D D+d30mm
D D-d20m
=
?
=?
=
==-=
=
==
==
'
取，实际刚度
选初拉力
最小载荷下的变形：（-）/
最大载荷下的变形
弹簧外径：
弹簧内径：
01
101
202
n
m
H n1h2d76.35mm
H H F76.35 2.41=78.76mm
H H F76.357.41=83.76mm
L=D2D785.4mm
ππ
==
=+=+
=+=+
+=
自由长度：（+）+
最小载荷下的长度：
最大载荷下的长度：
展开长度：
3.9.2 弹簧的校核
1.验算疲劳强度及静强度安全系数
汽车设计课程设计说明书 题目：重型载货汽车转向器设计 姓名：席昌钱 学号：5 同组者：严炳炎、孔祥生、余鹏、李朋超、郑大伟专业班级：09车辆工程2班 指导教师：王丰元、邹旭东
设计任务书 目录 1.转向系分析 (4) 2.机械式转向器方案分析 (8) 3.转向系主要性能参数 (9) 4.转向器设计计算 (14) 5.动力转向机构设计 (16) 6.转向梯形优化设计 (22) 7.结论 (24) 8.参考文献 (25)
1转向系设计 基本要求 1.汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。 2.操纵轻便，作用于转向盘上的转向力小于200N。 3.转向系的角传动比在23~32之间，正效率在60%以上，逆效率在50%以上。 4.转向灵敏。 5.转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构。 6.转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 基本参数 1.整车尺寸： 11976mm*2395mm*3750mm。 2.轴数/轴距 4/（1950+4550+1350）mm 3.整备质量 12000kg 4.轮胎气压 2.转向系分析 对转向系的要求[3] (1) 保证汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时操作轻便; (2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不应有侧滑; (3) 传给转向盘的反冲要尽可能的小; (4) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态; (5) 发生车祸时，当转向盘和转向轴由于车架和车身变形一起后移时，转向系统最好有保护机构防止伤及乘员. 转向操纵机构 转向操纵机构包括转向盘，转向轴，转向管柱。有时为了布置方便，减小由于装置位置误差及部件相对运动所引起的附加载荷，提高汽车正面碰撞的安全性以及便于拆装，在转向轴与转向器的输入端之间安装转向万向节，如图2-1。采用柔性万向节可减少传至转向轴上的振动，但柔性万向节如果过软，则会影响转向系的刚度。采用动力转向时，还应有转向动力系统。但对于中级以下的轿车和前轴负荷不超过3t的载货汽车，则多数仅在用机械转向系统而无动力转向装置。
摘要 随着汽车工业技术的发展，人们对汽车的行驶平顺性，操纵稳定性以及乘坐舒适性和安全性的要求越来越高。汽车行驶平顺性反映了人们的乘坐舒适性，而舒适性则与悬架密切相关。因此，悬架系统的开发与设计具有很大的实际意义。 本次设计主要研究的是比亚迪F3轿车的前、后悬架系统的硬件选择设计，计算出悬架的刚度、静挠度和动挠度及选择出弹簧的各部分尺寸，并且通过阻尼系数和最大卸荷力确定了减振器的主要尺寸，最后进行了横向稳定杆的设计以及汽车平顺性能的分析。本设计在轿车前后悬架的选型中均采用独立悬架。其中前悬架采用当前家庭轿车前悬流行的麦弗逊悬架。前、后悬架的减振器均采用双向作用式筒式减，后悬则采用半拖曳臂式独立悬架振器。这种结构的设计，有效的提高了乘座的舒适性和驾驶稳定性。采用CAXA软件分别绘制前后悬架的装配图和部分主要零件图。 关键词：悬架；平顺性；弹性元件；阻尼器；
Abstract With the development of the automobile industry of motor vehicles on ride comfort, handling and stability as well as comfort and safety of the increasingly demanding, Vehicle Ride also closely related with the suspension. Therefore, the design of the suspension system has a practical significance. The main design of the study is BYD F3 car front and rear the suspension system of choice of hardware design, calculate the suspension stiffness, static and dynamic deflection deflection. By damping and unloading of the largest absorber identified the main dimensions. Finally, the design of the horizontal stabilizer. The design of the car before and after the suspension are used in the selection of independent suspension. Suspension of them adopted before the current family sedan before hanging popular McPherson suspension, was suspended after a drag arm suspension. Before and after the suspension of the shock absorber have adopted a two-way role-Shock Absorber. The design of this structure, effectively raising theof comfort and driving stability. By CAXA software were drawn before and after the suspension of the assembly and parts plans. Key words: suspension; ride comfort; elastic element;buffer;
了解振动试验的目的和必要性 现今世界经济潮流,已从过去地域性的经济模式而走向全球性的经济贸易。无论是地域性市场或进军全球市场，高质量的表现是不容讳言的。而振动测试更是协助您产品跃入高质量行列中不可缺乏的利器。 产品达到用户手中，在此过程中将有不同状态之振动产生，造成产品不同程度的损坏。而对于产品有任何损坏都不是厂商及客户所愿意见到的，然而运送过程所发生的振动却是难以避免，若一味的提高包装成本，必将带来严重而不必要的浪费，反之脆弱的包装却造成产品的高成本，并丧失了产品形象及市场，这些都不是我们所愿见到的。 振动测试约在四、五十年前开始萌芽，理论建立时，并无助于人们相信它的重要性，直到二次大战时，许多的飞行器、舰艇、车辆及器材在使用后，意外的发现机件失零的比例相当高，经研究的结果发现，大都由于其结构无法承受其本身所产生的长时间共振，或搭载物品承受运送共振所引起之，组件松脱、崩裂，而致机件失零甚而造成巨大损失。当这项结果公布后，振动测试才受到各界重视，纷纷投入大笔经费、人力去研究。尔后，对于振动量测分析以至模拟分析的近代理论建立后，对振动测试的方法及逻辑亦不断改进。尤其现今货物的流通频繁，使振动测试更显重要。 然而振动测试的目的，是在于实验中作一连串可控制的振动模拟，测试产品在寿命周期中，是否能承受运送或振动环境因素的考验，也能确定产品设计及功能的要求标准。据统计的数据显示提升3%的设计水平，将增加20%的回收及减少18%的各项不必要支出。振动模拟依据不同的目的也有不同的方法如共振搜寻、共振驻留、循环扫描、随机振动及应力筛检等，而振动的效应计有：一、结构的强度。二、结合物的松脱。三、保护材料的磨损。四、零组件的破损。五、电子组件之接触不良。六、电路短路及断续不稳。七、各件之标准值偏移。 八、提早将不良件筛检出。九、找寻零件、结构、包装与运送过程间之共振关系，改良其共振因素。而振动测试的程序，须评估订定试验规格，夹具设计之真实性，测试过程中之功能检查及最后试件之评估、检讨和建议。 振动测试的要义在于确认产品的可靠度以及提前将不良品在出厂前筛检出，并评估其不良品的失效分析以期成为一个高水平、高信赖度的产品。 欢迎您与我们连络，我们提供给予您的不只是一部高质量的振动测试机，更是提升贵公司产品水平及形象的最佳利器，拥有它您的产品将无往不利。 一、产品用途： 振动试验机模拟产品在制造，组装运输及使用过程中所遭遇的各种环境，用以鉴定产品是否忍受环境振动的能力，适用于电子、机电、光电、汽机车、玩具……等各行各业的研究、开发、品管、制造。振动试验机能让我们提早知道产品或产品中的部件的耐振寿命，从而确定产品设计及功能的要求标准。 二、检测范围： 1、产品结构的强度。 2、结合物的松脱。 3、保护材料的磨损。 4、零部件的破损。 5、电子组件的接触不良。 6、电路短路及断续不稳。 7、各零件之标准值偏移。 8、提早将不良件筛检。 9、找寻零件、结构、包装与运送过程间之共振关系。
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：
摘要 汽车问世百余年，特别是从汽车产品的大批量生产及汽车工业的打发展以来，汽车已经对世界经济打发展和人类进入现代生活产生了无法估量的巨大影响，为人类社会的进步作出了不可磨灭的巨大贡献。为了使大家对汽车这一影响人类社会的产品有更全面、更深入的了解，以便把握住“汽车设计”技术的发展方向，通过对汽车的总体设计，汽车零部件的载荷和计算工况与计算方法，以及汽车各系统、各组成及主要零部件的结构分析和设计计算的概述，是大家对汽车的设计理论与设计技术有更好的认识与突破。汽车主减速器及差速器是汽车传动中最重要的部件之一。它能够将万向传动装置传来的发动机转矩传给驱动车轮，以实现降速增扭。 本次设计的是有关乘用车的主减速器和差速器，并要使其具有通过性。本次设计的内容包括有：方案选择，结构的优化与改进。齿轮与齿轮轴的设计与校核。并且在设计过程中，描述了主减速器的组成和差速器的差速原理和差速过程。方案确定主要依据原始设计参数，对比同类型的减速器及差速器，确定此轮的传动比，并对其中重要的齿轮进行齿面接触和齿轮弯曲疲劳强度的校核。而对轴的设计过程中着重齿轮的布置，并对其受最大载荷的危险截面进行强度校核。主减速器及差速器对提高汽车行驶平稳性和其通过性有着独特的作用，是汽车设计的重点之一。 关键词：驱动桥；主减速器；差速器；半轴
Abstract Vehicle drive axle at the end of the transmission system, the basic skills to use is to increase the transmission came directly from the drive shaft or torque, the torque distribution to the left and right wheels, and get differential requirements. In the drive axle, the realization of the usefulness of the main parts of this series are the main reducer, differential, axle, but also other transmission devices and axle. The main design principle of the drive axle was carefully understanding and statement, Santana 2000, the main reducer drive axle, differential, axle and other important components such as a detailed design. In the design process, according to the principles of automotive design and procedures, carried out a detailed calculation. In the design process, but also analysis of the components need to adopt the method, the feasibility of the program discussions, and possible faults of thinking, the last on the important parts and the assembly showing the way with engineering drawings. Keywords：Drive axle ；Main reducer ；Differential ；Axle
目录 中文摘要、关键词 (1) 英文摘要、关键词 (2) 引言 (3) 第1章轿车转向系统总述 (4) 1.1轿车转向系统概述 (4) 1.1.1转向系统的结构简介 (4) 1.1.2轿车转向系统的发展概况 (4) 1.2轿车转向系统的要求 (5) 第2章转向系的主要性能参数 (7) 2.1转向系的效率 (7) 2.1.1转向器的正效率 (7) 2.1.2转向器的逆效率 (8) 2.2 传动比变化特性 (9) 2.2.1 转向系传动比 (9) 2.2.2 力传动比与转向系角传动比的关系 (9) 2.2.3 转向器角传动比的选择 (10) 2.3 转向器传动副的传动间隙 (10) 2.4 转向盘的总转动圈数 (11) 第3章轿车转向器设计 (12) 3.1 转向器的方案分析 (12) 3.1.1 机械转向器 (12) 3.1.2 转向控制阀 (12)
3.1.3 转向系压力流量类型选择 (13) 3.1.4 液压泵的选择 (14) 3.2 齿轮齿条式液压动力转向机构设计 (14) 3.2.1 齿轮齿条式转向器结构分析 (14) 3.2.3 参考数据的确定 (20) 3.2.4 转向轮侧偏角计算 (21) 3.2.5 转向器参数选取 (21) 3.2.6 选择齿轮齿条材料 (22) 3.2.7 强度校核 (22) 3.2.8 齿轮齿条的基本参数如下表所示 (23) 3.3 齿轮轴的结构设计 (23) 3.4 轴承的选择 (23) 3.5 转向器的润滑方式和密封类型的选择 (24) 3.6 动力转向机构布置方案分析 (24) 第4章转向传动机构设计 (26) 4.1 转向传动机构原理 (26) 4.2 转向传送机构的臂、杆与球销 (27) 4.3 转向横拉杆及其端部 (28) 第5章转向梯形机构优化 (30) 5.1 转向梯形机构概述 (30) 5.2整体式转向梯形结构方案分析 (30) 5.3 整体式转向梯形机构优化分析 (31) 5.4整体式转向梯形机构优化设计 (34) 5.4.1 优化方法介绍 (34) 5.4.2 优化设计计算 (35)
摘要 随着汽车工业技术的发展对汽车的行驶平顺性，操纵稳定性以及乘坐舒适性和安全性的要求越来越高，汽车行驶平顺性又与悬架密切相关。因此，对悬架系统的设计具有一定的实际意义。 本次设计主要研究的是比亚迪F3轿车的前、后悬架系统的硬件选择设计，计算出悬架的刚度、静挠度和动挠度。通过阻尼系数和最大卸荷力确定了减振器的主要尺寸。最后进行了横向稳定杆的设计。本设计在轿车前后悬架的选型中均采用独立悬架。其中前悬架采用当前家庭轿车前悬流行的麦弗逊悬架，后悬则采用拖曳臂式悬架。前、后悬架的减振器均采用双向作用式筒式减振器。这种结构的设计，有效的提高了乘座的舒适性和驾驶稳定性。、采用CAXA软件分别绘制前后悬架的装配图和零件图。 关键词：家庭轿车；悬架；平顺性；弹性元件
Abstract With the development of the automobile industry of motor vehicles on ride comfort, handling and stability as well as comfort and safety of the increasingly demanding, Vehicle Ride also closely related with the suspension. Therefore, the design of the suspension system has a practical significance. The main design of the study is BYD F3 car before and after the suspension system of choice of hardware design, calculate the suspension stiffness, static and dynamic deflection deflection. By damping and unloading of the largest absorber identified the main dimensions. Finally, the design of the horizontal Wending Gan. The design of the car before and after the suspension are used in the selection of independent suspension. Suspension of them adopted before the current family sedan before hanging popular McPherson suspension, was suspended after a drag arm suspension. Before and after the suspension of the shock absorber have adopted a two-way role-Shock Absorber. The design of this structure, effectively raising theof comfort and driving stability. By CAXA software were drawn before and after the suspension of the assembly and parts plans. Key words: family sedan; suspension; ride; flexible components
电磁振动试验机振动频率 一、设备用途： 用于模拟电工、电子、汽车零部件以及其它涉及到运输的产品和货物在运输过程中的环境，检测其产品的耐振性能。实现振动试验需要的所有功能:正弦波、调频、扫频、可程式、倍频、对数、最大加速度,调幅,时间控制,全功能电脑控制,简易定加速度/定振幅。设备通过连续无故障运转3个月测试，性能稳定，质量可靠。 二、定频操作： 1、首先设定CD065=0，CD041=1（一般出厂前已调好），CD012=CD013=0.1(设定调频前的引导值)； 2、设定试验所需的频率：调CD000=X（X为所要设定的频率(1～3000HZ)）； 3、设定振动试验台的振动试验时间：CD087=X（X为执行一次的时间(0～65500秒)）； 4、设定运转次数：CD064为CD087的运行的次数(那么总时间=CD087（秒）×CD064（次）)； 5、设定CD020到CD027=0，CD080到CD086=0，CD088到CD094=0，CD098到CD105=0； 6、调CD003与CD005为调幅开关（CD003>CD005，两者数值相差越大则振动相对越大，反之则小，视设定频率大小而设定，说明书上有设定对照表）； 7、面板选择开关（启动开关（下图））打到垂直（上下）面板即可运行当前设定的参数； 8、HZ灯亮(『000.0画面状态）看到运行频率； 9、STOP/RESET为停止开关，RUN键为运行开关（一般不建议使用，物理按键经常使用容易失灵，该功能可使用控制箱面板上的启动开关控制）； 10、当设定时间结束后，振动试验台会自动停止，按复位总开关显示C00即可重新运行。其他四种振动方式的操作步骤在这里就不一一罗列出来了，一般客户按照振动试验台使用说明书上面的操作步骤就可以设定。 11、定频操作步骤：对着操作面板，打开电源开关后（控制箱后面），按住复位总开关不动，直至出现C00(可按方向键进行闪标修改)就可以进行频率设定了。 三、技术指标： 1、振动台面尺寸LW（cm）:50*50 2、台体尺寸LHW（cm）:垂直50*20*50/水平50*25*50 3、振动方向：垂直+水平（X+Y+Z轴） 4、最大试验负载：100KG 5、调频功能（1～600HZ）：在频率范围内任频率必须在（最大加速度20g最大振幅5mm） 6、扫频功能（1～600HZ）：（上频率/下频率/时间范围）可任意设定真正标准来回扫频 7、可程式功能（1～600HZ）：15段每段可任意设定（频率/时间）可循环 8、倍频功能（1～600HZ）：15段成倍数增加,①.低到高频②.高到低频③.低到高再到低频/可循环 9、对数功能（1～600HZ）：①．下到上频②．上到下频③．下到上再到下频--3种模式对数/可循环 10、振动机功率（KW）：2.2 11、振幅（可调范围mmp-p）：0～５mm 12、最大加速度：20g
SUV乘用车驱动桥设计 The Design of Drive Axle for SUV Passenger Car 摘要 驱动桥的基本功用是将传动轴或变速器传来的转矩增大并适当降低转速后分配给左、右驱动车轮，其次驱动桥要承受路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力和反作用力矩等。转向驱动桥在驱动桥的基础上增添了转向的功能，使汽车按照驾驶员的要求行驶。转向驱动桥的组成包括主减速器、差速器、半轴、等速万向节和驱动桥壳。驱动桥是汽车传动系中主要总成之一。驱动桥的设计是否合理直接关系到汽车使用性能的好坏，驱动桥是汽车中的重要部件，它承受着来自路面和悬架之间的一切力和力矩，是汽车中工作条件最恶劣的总成之一，如果设计不当会造成严重的后果。 本设计主要内容包括转向驱动桥各部件的设计、计算和校核，并且绘制了转向驱动桥的装配图，主减速器的从动齿轮、半轴齿轮和万向节等主要部件的零件图。 关键词：驱动桥，主减速器，差速器，车轮传动装置，驱动桥壳
Abstract The basic function of the Drive Axle is increasing torque which is from drive shaft or transmission and reducing the speed ,then drive it to the left and right driving wheel; secondly Drive Axle still withstand the vertical force ,longitudinal force and transverse force between the road and bridge or the body frame ,and braking force , reaction torque ,etc. Steering Drive Axle adds the function of shift under the basic of the Drive Axle, so that the car can run according to the driver. Steering Drive Axle include the main drive component, Differential, Half Axel, universal, Drive Axle Housing, etc. Drive Axle is one of the main assemble of the automotive power train. Whether the design of the Drive Axle is reasonable or not, affect the use of the cars. Drive Axle is the important part of the cars, it withstands the all force and torque between the road and the suspension and its working condition is the worst in cars. If the design is not right it will cause serious consequences. This article mainly includes the various parts of the Steering Drive Axle’s design, computation and examination, While the use of CAD software to map out the Steering Drive Axle assembly drawing, the driven gear of the main gear box, gear half shaft, outer axle’s parts diagram, and make their drawings. CAD as a computer-aided design of high-end software, with its powerful assembly management, functional simulation, manufacturing, data management, and is widely used to make parts of the assembly to meet the requirements. Key words: Drive Axle ,Main gear box ,Differential ,Half Axel ,Drive Axle Shell
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。
电动乘用车总布置设计指南
目 次 1 概 述 (1) 1.1 整车总布置设计的任务 (1) 1.2 总体设计硬点 (2) 1.3 总布置设计的一般程序 (2) 2 总布置设计的准备 (3) 2.1 市场调研 (3) 2.2 样车分析 (4) 2.3 制定设计目标 (4) 3 整车型式的选择 (4) 3.1 驱动电机的种类和型式 (4) 3.3 驾驶室的型式 (5) 3.4 轮胎的选型 (5) 4 新车型主要“目标参数”的初步确定 (5) 4.1 几个主要“目标参数”的确定 (6) 4.2 驱动最大功率及其转速 (6) 4.3 驱动电机最大扭矩及其转速 (6) 4.4 传动系速比的选择 (6) 5 尺寸参数、质量参数的初步确定 (7) 5.1 轿车的级别与载荷确定 (7) 5.2 轿车主要参数的确定 (7) 6 各相关总成的匹配布置 (8) 6.1 车身总布置设计 (9) 6.2 驱动电机总布置设计 (9) 6.3 转向节、车轮总成与前制动器总成的布置设计 (9) 7 整车总布置图绘制 (9) 7.1 整车布置的基准线 (10) 7.2 总布置图绘制的基本原则 (11) 8 主要总成的布置 (11) 8.1 驱动电机及传动系的布置 (11)
目 次 8.2 驾驶室的布置 (12) 8.3 悬架布置 (13) 8.4 车架总成外形及其横梁的布置 (13) 8.5 转向系的布置 (14) 8.6 制动系的布置 (15) 8.7 操纵系统的布置 (16) 8.8 纯电动乘用车整体结构 (16) 8.9 前舱关键零部件的布置设计 (17) 8.10 动力电池系统的布置 (18) 8.11 车载充电器、快慢充电口的布置 (18) 9 主要总成硬点概述 (19) 9.1 整车设计基准 (19) 9.2 总体设计方案及主要硬点 (19) 9.3 底盘系统布置方案及主要硬点 (19) 9.4 总结 (20) 10 运动校核 (20) 10.1 轮胎运动校核 (20) 10.2 转向传动装置与悬架共同工作校核 (20) 10.3 传动轴跳动校核 (20) 11 整车设计计算 (21)
汽车转向系统EPS设计毕业论文 目录 1 引言 (1) 1.1汽车转向系统简介 (1) 1.2汽车转向系统的设计思路 (3) 1.3 EPS的研究意义 (4) 2 EPS控制装置的硬件分析 (5) 2.1汽车电助力转向系统的机理以及类别 (5) 2.2 电助力转向机构的主要元件 (8) 3 电助力转向系统的设计 (11) 3.1 动力转向机构的性能要求 (11) 3.2 齿轮齿条转向器的设计计算 (11) 3.3 转向横拉杆的运动分析[9] (21) 3.4 转向器传动受力分析 (22) 4 转向传动机构优化设计 (24) 4.1传动机构的结构与装配 (24) 4.2 利用解析法求解出外轮转角的关系 (25) 4.3 建立目标函数 (27) 5 控制系统设计 (29) 5.1 电助力转向系统的助力特性 (29) 5.2 EPS电助力电动机的选择 (30)
本科毕业设计（论文） 5.3 控制系统框图设计 (31) 结论 (32) 致谢 (34) 参考文献 (35)
1 引言 1.1汽车转向系统简介 汽车转向系统，顾名思义是为了能够使车辆按照驾驶员的意愿向左或者向右转弯或者直线行驶。转向装置有很多种，也一直在经历一个循序渐进不断更新不断创新的过程。从发明家本茨发明汽车的初期，转向系统知识最简单的形式来转向，其机构为单纯的扶把式，没有助力，所以笨重，费力，以及行驶状态不稳定。从在原始的雏形开始，各国人士不断创新改革，到现在为止，汽车转向系统的应用按先后顺序可以分为：机械转向装置、液压助力转向装置、电子控液压助力转向系统、电助力转向系统、四轮转向系统、主动前轮转向系统和线控转向系统[1]目前市场大部分中低档轿车采用的液压式转向器，当然电控的也很常见，所以在该种系统的转向器技术的发展如今已经遇到了瓶颈。随着人们对乘车舒适，节能，安全，稳定的期望，电控液压式转向系统逐渐取代了先前的版本，但随着科技的进步，越来越多的科学家期待有路感的转向系统问世，所以流量阀式液压助力转向器出现了，在不同车速下，驾驶员手握方向盘，感觉到了路感的存在，助力特性曲线描述的就是“路感”，但是美中不足的是这种液压式转向器依然存在很多缺陷，电机，液压泵，转向器，流量阀等等转向器在发动机旁的布置问题又出现了，还有就是液压油的泄漏问题越来越的突出尖锐。电助力EPS （Electronic Power steering system）是在纯机械转向机构的前提下，设计加装了扭矩和车速等信号传感器、电子控制单元和转向助力装置等[2]。所以电助力式转向器弥补了上述的不足，而且节能环保，易于线性控制，所以现在很多研究人员把目光转向了电助力式转向机，瞬时其成为了国际汽车工业转向系统新的研究主题，且这种系统也正在慢慢实现整车量产状态。
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
第一节概述 转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。 机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。有些汽车还装有防伤机构和转向减振器。采用动力转向的汽车还装有动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力。 对转向系提出的要求有： 1)汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。 2)汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。 3)汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动。 4)转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。 5)保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。 6)操纵轻便。 7)转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。 8)转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。 9)在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 10)进行运动校核，保证转向盘与转向轮转动方向一致。 正确设计转向梯形机构，可以使第一项要求得到保证。转向系中设置有转向减振器时，能够防止转向轮产生自振，同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低。为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，并要达到按前外轮车轮轨迹计算，其最小转弯半径能达到汽车轴距的2～2．5倍。通常用转向时驾驶员作用·在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价操纵轻便性。没有装置动力转向的轿车，在行驶中转向，此力应为50—100N；有动力转向时，此力在20—50N。当货车从直线行驶状态，以10km ／h速度在柏油或水泥的水平路段上转入沿半径为12m的圆周行驶，且路面干燥，若转向系内没有装动力转向器，上述切向力不得超过250N；有动力转向器时，不得超过120N。轿车转向盘从中间位置转到每一端的圈数不得超过2．0圈，货车则要求不超过3．0圈。·近年来，电动、电控动力转向器已得到较快发展，不久的将来可以转入商品装车使用。电控动力转向可以实现在各种行驶条件下转动转向盘的力都轻便。
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