双横臂螺旋弹簧独立悬架的分析与计算

双横臂独立悬架设计摘要双横臂式独立悬架，是一种车轮在汽车横向平面内摆动的独立悬架，这种独立悬架被广泛应用在轿车前轮上。

双横臂式独立悬架按上、下横臂是否等长，又分为等长双横臂式和不等长双横臂式两种悬架。

等长双横臂式悬架在车轮上下跳动时，能保持主销倾角不变，但轮距变化大(与单横臂式相类似)，造成轮胎磨损严重，现已很少用。

对于不等长双横臂式悬架，只要适当选择、优化上下横臂的长度，并通过合理的布置，就可以使轮距及前轮定位参数变化均在可接受的限定范围内，这种结构有利于减少轮胎磨损，提高汽车行驶平顺性和方向稳定性，保证汽车具有良好的行驶稳定性。

目前不等长双横臂式悬架已广泛应用在轿车的前后悬架上，部分运动型轿车及赛车的后轮也采用这一悬架结构。

本次课题设计根据悬架系统设计的基本要求和给定的参数，完成了双横臂独立悬架的设计。

关键词:汽车；双横臂独立悬架；螺旋弹簧；减振器The design of double-wishbone independent suspensionAbstractDouble wishbone-type independent suspension, of which the wheels swing in a horizontal plane in the car, an independent suspension that has been widely used in cars on the front.Double wishbone-type independent suspension in accordance with the upper and lower arm length, etc. are also divided into equal length double wishbone and a long range two-type double wishbone suspension. Such as long double wishbone suspension in the wheel up and down beat, the kingpin inclination to maintain the same, but changes in Tread large (with a single arm is similar), resulting in severe tire wear, is now seldom used. The length double wishbone suspension, as long as the appropriate choice, to optimize the length of upper and lower arm, and a reasonable layout, you can make Tread and the front wheel alignment parameters are within acceptable limits the scope of this structure helps to reduce tire wear and improve vehicle ride comfort and directional stability, and ensure the car has a good driving stability. The current length double wishbone suspension has been widely used in the front and rear suspension cars, some sports and racing cars of the rear wheel is also used in this suspension structure.The subject of the design of suspension system design complete a double wishbone- independent suspension design in accordance with the basic requirements and the given parameters .Keywords: Vehicle; Double-wishbone suspension; Coil spring; Shock absorbers目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)第一章悬架概述 (2)1.1 悬架设计的要求 (3)1.2 悬架对汽车性能的影响 (3)1.2.1 悬架对汽车行驶平顺性的影响 (3)1.2.2 悬架对汽车行驶稳定性的影响 (5)第二章独立悬架及弹性元件的结构形式与分析 (7)2.1 独立悬架的结构型式与分析 (7)2.2 弹性元件的特定分析比较 (8)第三章螺旋弹簧悬架设计 (10)3.1 悬架基本参数的选定 (10)3.1.1 悬架静挠度 (10)3.1.2 上下横臂长度的确定 (11)3.1.3 簧载质量的确定 (11)3.1.4 其他参数的确定 (11)3.2 螺旋弹簧的选择 (12)3.3 减振器的选择 (14)3.3.1 减振器类型的选择 (14)3.3.2 减振器主要参数的选择 (15)3.4 接头 (17)谢辞 (19)参考文献 (20)附录A外文翻译-原文部分 (21)附录B 外文翻译-译文部分 (36)附录C 实体图 (46)绪论随着社会经济和物质文化生活水平的提高，人们对汽车行驶的平顺性、操纵稳定性及安全性提出了愈来愈高的要求。

新型双横臂式独立悬架的设计及应力分析李吉康【摘要】车辆悬架是车辆在行进过程中传递冲击,配合缓冲元件进行吸振的重要结构,车架通过悬架与车轮弹性连接在一起.悬架可分为2种,一种是独立悬架,一种是非独立悬架.独立悬架在车轮受到冲击而动作时相互独立,互不干扰:非独立悬架在动作过程中左侧车轮与右侧车轮会互相干涉.独立悬架由于拥有缓冲减震效果好、运动灵活、操纵平顺、乘坐舒适等特点而被广泛使用于越野车辆、家用轿车以及农用车辆之中.本文在综合独立悬架的发展现状的基础上,设计了一种拥有缓冲幅度大、地形适应度高、运行平稳等优点的新型双横臂式独立悬架,使用SolidworksSimulation对其缓冲阻尼支撑架进行应力分析和优化设计.【期刊名称】《南方农机》【年(卷),期】2018(049)015【总页数】2页(P47,50)【关键词】多连杆;独立悬架;应力分析Simulation【作者】李吉康【作者单位】山东科技大学,山东青岛266590【正文语种】中文【中图分类】U463.331 独立悬架的发展现状伴随车辆的发展，独立悬架产生了多种多样的形式，独立悬架主要分为横臂式独立悬架、纵臂式独立悬架、多连杆式独立悬架、烛式独立悬架以及麦弗逊式悬架几大类，各类悬架的结构形式及优缺点如下。

1）横臂式独立悬架。

横臂式独立悬架包括单横臂式独立悬架、双横臂式独立悬架2种类型，单横臂式独立悬架的结构较为简单，车轮在上下跳动时沿横臂上的圆心做旋转运动，在大幅度跳动的状态下，轮胎与底面的接触面积会减小，同时左右两轮的间距也会有一定程度的改变，会使轮胎表面磨损加重。

上下不等长的双横臂式悬架可以通过调整上下臂的长度比例以达到较优的运动参数。

2）纵臂式独立悬架。

纵臂式独立悬架包括单纵臂式独立悬架和双纵臂式独立悬架，双纵臂式独立悬架的2个纵臂一般做成相等长度，利用平行四边形机构保持主销的后倾角不变。

车轮跳动的过程为沿着纵向臂上的圆心旋转的过程，在跳动过程中车轮与地面的接触面积不变，并且两轮的间距同样保持不变，纵臂式独立悬架多用于转向轮。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第一章绪论 (3)1.1 国内外技术现状和发展趋势 (3)1.2 悬架概述 (3)1.3双横臂独立悬架简介 (5)1.4悬架几何参数及其对车辆性能的影响 (8)1.4.1汽车操纵稳定性的重要性 (8)1.4.2悬架系统几何参数对汽车操纵稳定性的影响 (8)1.4.3车轮定位参数的主要研究内容 (9)第二章建立双横臂悬架模型的理论基础 (10)2．1 汽车多体系统分析软件介绍 (10)2.1.1 ADAMS一些模块介绍 (11)2.1.2 ADAMS软件的特点 (12)2.2用ADAMS/CAR建模分析要点 (13)2.2.1 关于悬架测试台 (13)2.2.2. 悬架分析过程 (14)2.2.3 悬架分析的类型 (14)第三章双横臂悬架模型的建立 (16)3.1 双横臂式独立前悬架模型的建模数据 (16)3.1.1已知的参数 (17)3.1.2引用ADAMS/Car自带的标准文件 (18)3.2前双横臂独立悬架模型的建立 (21)3.2.1悬架的建模原理 (22)3.2.2前悬架总成的所有组成部件 (22)3.2.3悬架子系统的建立 (23)3.2.4转向系统模型的建立 (23)3.2.5悬架试验台及轮胎仿真模型 (23)3.2.6悬架总成的建立 (24)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3.3本章小结 (28)第四章悬架的仿真分析与优化设计 (30)4.1独立悬架性能评价指标及评价方法总述 (30)4.2仿真实验的方案 (31)4.3独立悬架运动学与弹性运动学特性的仿真 (33)4.3.1前轮外倾角 (34)4.3.2前束角 (35)4.3.3主销后倾角与主销后倾拖距 (36)4.3.4主销内倾角和主销偏移距 (37)4.3.5轮距的变化 (38)4.3.6制动点头量和加速上仰量 (39)4.3.7悬架刚度和侧倾角刚度 (40)4.3.8侧向力引起的各种顺从转向 (41)4.3.9侧倾转向、干涉转向 (42)4.3.10侧倾后倾系数、侧倾转向 (44)结论 (44)4.4本章小结 (45)第五章全文总结 (46)致谢 (47)参考文献 (48)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章绪论1.1 国内外技术现状和发展趋势自20世纪90年代起，各主要发达国家在汽车产品设计开发领域中广泛采用信息技术、计算机技术、CAD/CAE/CAM/PDM技术、KBE(Knowledge BasedEngineering)技术等先进手段，使设计水平大为提高，新车型的开发周期大大降低。

目录中文摘要 ............................................................................. 错误！未定义书签。

英文摘要 ............................................................................. 错误！未定义书签。

前言 (III)1悬架的基本知识 (1)1.1认识悬架 (1)1.2国内外发展状况 (2)1.3悬架对汽车的影响 (3)1.3.1对汽车行使平顺性的影响 (3)1.3.2对汽车操纵稳定性的影响 (3)1.4独立悬架的优点 (4)1.5独立悬架的缺点 (4)1.6悬架的设计要求 (4)1.7独立悬架的分类 (5)1.7.1麦弗逊式独立悬架 (5)1.7.2多连杆式独立悬架 (5)1.8本章小结 (5)2独立悬架的组成及其相关计算 (5)2.1弹性元件的选择 (5)2.1.1螺旋弹簧的分类和选择 (7)2.1.2圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧的参数设计 (8)2.2减振器的选择和计算 (10)2.2.1减振器的选择 (10)2.2.2汽车对减振器的要求 (11)2.2.3减振器的工作原理 (11)2.2.4减振器的参数计算 (12)2.3横向稳定杆 (17)2.4悬架的上、下横臂 (18)2.5悬架的导向机构 (19)2.5.1悬架的导向机构的设计要求 (19)2.5.2导向机构的布置参数 (20)2.5..3导向机构的布置方案 (21)2.5..4上下横臂的长度的确定 (22)2.6悬架的连接件轴销的校核 (23)2.7本章小结 (23)3 独立悬架的一些重要参数 (23)3.1簧载质量与非簧载质量 (23)3.2悬架的静挠度和动挠度 (24)3.3悬架的弹性特性 (25)3.3.1悬架的线性弹性特性曲线 (25)3.3.2悬架的非线性弹性特性曲线 (25)3.3.3悬架的刚度计算 (26)3.4悬架的上、下横臂的确定 (26)3.5悬架的其他一些参数的确定 (27)3.6本章小结 (29)4总结 (29)致谢 (30)参考文献 (31)双横臂独立悬架设计摘要汽车悬架是连接车架和车桥的装置，其作用是缓冲地面对于车身的冲击，并衰减由此产生的振动，提高乘客的舒适度。

双横臂螺旋弹簧独立悬架的分析与计算摘要：本文针对双横臂螺旋弹簧独立悬架进行分析与计算。

首先，介绍了该悬架的结构特点，然后，建立了悬架的运动学和动力学模型，通过对模型的分析，对悬架的行驶性能进行了分析和计算。

最后，通过对计算结果的分析，得出了适用于该悬架的优化参数，从而提高了悬架的性能。

关键词：双横臂螺旋弹簧独立悬架，运动学模型，动力学模型，行驶性能，优化参数正文：1. 引言汽车悬架系统是汽车重要的组成部分之一，负责支撑汽车重量和吸收路面的震动，保证汽车平稳运行。

随着汽车发展的进步，悬架系统的要求越来越高。

本文研究的双横臂螺旋弹簧独立悬架是一种新型的悬架，具有结构简单、重量轻、耐久性好等特点。

该悬架系统将横向悬挂支架和纵向悬挂支架相结合，同时采用螺旋弹簧作为弹簧元件，能够大大提高汽车的行驶性能。

2. 悬架结构分析双横臂螺旋弹簧独立悬架是由两个横向悬挂支架和两个纵向悬挂支架构成的。

其中，横向支架与车身垂直，呈梯形分布，上端与车身固定，下端有球头连接轮毂。

纵向支架与车身平行，通过凸轮控制台架固定在轮轴上。

纵向支架的下端也有球头连接轮毂。

螺旋弹簧作为弹簧元件，负责支撑车身重量，并吸收路面的震动。

3. 模型建立针对双横臂螺旋弹簧独立悬架，建立了运动学和动力学模型，以求出悬架的运动和力学特性。

(1) 运动学模型双横臂螺旋弹簧独立悬架的运动学模型采用四杆机构模型，以提高模型的准确性。

运动学模型主要由下列方程组成：$ x_0 = x_1 + l_1 \ cos\theta_1 + l_2 \ cos\theta_2 $$ y_0 = y_1 + l_1 \ sin\theta_1 + l_2 \ sin\theta_2 $$ \theta_2 = \theta_3 - \theta_1 $$ \theta_2 = \arcsin\frac{y_0-y_1-l_1 \ sin\theta_1}{l_2} $$ \theta_1 = \arctan\frac{x_0-x_1-l_1 \ cos\theta_1}{l_2 \cos\theta_2} $$ \theta_3 = \arctan\frac{y_3-y_2}{x_3-x_2} $其中，$x_0$、$y_0$为车身中心点坐标，$x_1$、$y_1$为悬架上端点坐标，$x_3$、$y_3$为悬架下端点坐标，$\theta_1$、$\theta_2$、$\theta_3$为转角，$l_1$、$l_2$为悬架的长度。

双横臂扭杆弹簧独立悬架设计说明书姓名：李玲玉班级：车辆0803学号：3080401063江苏大学2012年2月20日目录目录 (2)一、前言 (3)二、悬架的选择 (3)三、悬架主要参数确定 (4)1、悬架静挠度 (4)2、悬架的动挠度 (5)3、悬架弹性特性 (5)4、悬架侧倾角刚度 (5)四、弹性元件设计 (6)1、扭杆弹簧分类 (6)2、扭杆弹簧的设计 (6)3、扭杆弹簧的校核 (12)五、导向机构设计 (13)1、对前轮独立悬架导向机构的要求 (13)2、悬架导向机构参数 (13)3、纵向平面内上、下横臂的布置方案 (14)4、横向平面内上、下横臂的布置方案 (15)5、水平面内上、下横臂动轴线的布置方案 (15)6、上、下横臂长度的确定 (17)7、下摆臂结构的强度设计 (17)六、转向节设计 (18)1、转向节参数选择 (18)2、转向节的校核 (18)七、参考文献 (20)一、前言悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把悬架(或车身)与车轴(或车轮)弹性地连接起来。

其主要任务是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩，并且缓和路面传给车架(或车身)的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车的行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力[1]。

悬架由弹性元件、导向装置、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。

二、悬架的选择悬架可以分为独立悬架和非独立悬架，独立悬架主要用于对乘坐舒适性较高的场合，如：乘用车和部分商用车的前悬架，非独立悬架主要用于商用车后悬架，成本相对较低。

本次设计任务是限乘5人的轿车前悬架，对舒适性要求很高，故采用独立悬架。

目前乘用车的前悬架广泛采用上下臂不等长的双横臂独立悬架和麦弗逊式独立悬架。

悬架依据弹性元件的不同，目前主要有螺旋弹簧、钢板弹簧、扭杆弹簧及空气弹簧。

相比其他弹簧，扭杆弹簧有如下优点：1.单位质量的储能是钢板弹簧的3倍，所以采用扭杆弹簧的悬架质量轻、结构简单、占用空间小。