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版本号：V1.0 悬架系统计算报告
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2014年 03月
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目次
1 概述 (1)
1.1 计算目的 (1)
1.2 悬架系统基本方案介绍 (1)
1.3 悬架系统设计的输入条件 (1)
2 悬架系统的计算 (2)
2.1 弹簧刚度 (2)
2.2 悬架偏频的计算 (2)
2.2.1 前悬架刚度计算 (3)
2.2.2 前悬架偏频计算 (4)
2.2.3 后悬架刚度计算 (4)
2.2.4 后悬架偏频计算 (5)
2.3 悬架静挠度的计算 (5)
2.4 侧倾角刚度计算 (6)
2.4.1 前悬架的侧倾角刚度 (6)
2.4.2 后悬架的侧倾角刚度 (8)
2.5 整车的侧倾角计算 (9)
2.5.1悬架质量离心力引起的侧倾力矩 (9)
2.5.2侧倾后，悬架质量引起的侧倾力矩 (9)
2.5.3总的侧倾力矩 (10)
2.5.4悬架总的侧倾角刚度 (10)
2.5.5整车的侧倾角 (10)
2.6 纵倾角刚度 (10)
2.7 减振器参数 (11)
2.7.1 减振器平均阻力系数的确定 (11)
2.7.2 压缩阻尼和拉伸阻尼系数匹配 (13)
2.7.3 减震器匹配参数 (13)
3 悬架系统的计算结果 (14)
4 结论及分析 (15)
参考文献 (15)
1 概述
1.1 计算目的
通过计算，求得反映MA02-ME100纯电动车悬架系统性能的基本特征，为零部件开发提供参考。计算内容主要包括悬架刚度、悬架侧倾角刚度、刚度匹配、悬架偏频、静挠度和阻尼等。
1.2 悬架系统基本方案介绍
MA02-ME100纯电动车前悬架采用麦弗逊式独立悬架带横向稳定杆结构，后悬架系统采用拖曳臂式非独立悬架结构。
前、后悬架系统的结构图如图1、图2：
图1 前悬架系统
图2 后悬架系统
1.3 悬架系统设计的输入条件
悬架系统设计输入参数如表1：
表1 悬架参数列表
项目
开发目标车
质心高（mm ）
空载
483
满载
489 前轮距（mm ） 1299 后轮距（mm ） 1304 轴距（mm ） 2332 整车整备质量（kg ） 1100 最大总质量（kg ）
1400 前轴荷（kg ）
空载
605 满载 630 后轴荷（Kg ）
空载
495 满载
770 前悬架非簧载质量（kg ） 49 后悬架非簧载质量（kg ）
43
2 悬架系统的计算 2.1 弹簧刚度
根据KC 试验数据分析，选定弹簧刚度： 前悬架弹簧刚度为： mm N C sf /20=； 后悬架弹簧刚度为： mm N C sr /7.21=； 2.2 悬架偏频的计算
悬架系统将车身与车轮弹性的连接起来，由此弹性元件与它所支承的质量组成的振动系统决定了车身的固有频率，这是影响汽车行驶平顺性的重要性能指标之一。
图3 前悬架刚度计算示意图
图4 后悬架刚度计算示意图
2.2.1 前悬架刚度计算
前悬架刚度按式（1）计算：
(1)
式中：
K ——悬架刚度，N/mm ；
b ——前弹簧中心线与转向瞬时运动中心距离， mm ； p ——车轮中心面距转向节瞬时运动中心距离， mm 。
根据图3得b=2435mm ，p=2578mm 带入式（1）得前悬架刚度为：
N/mm 84.172578243520K 2
f =??
?
???=
2
???
?
??=p b C K sf
取衬套的刚度约为悬架刚度的15％，所以前悬架总刚度为：
f K ＝17.84×（1+15％）=20.52N/mm 2.2.2 前悬架偏频计算
前悬架偏频按式（2）计算：
f
f
f m K n ?=
100021π
(2)
式中：
f n ——前悬架偏频，
f K ——前悬架的刚度，N/mm ；
f m ——前悬架簧载质量，k
g ；
1f m ——前悬架满载簧载质量，kg ； 2f m ——前悬架空载簧载质量，kg 。
根据表1得()kg f 5.2902/49630m 1=-= ()kg f 2782/49605m 2=-= 并把f K ＝20.52N/mm 带入式（2）得出： 前悬架满载偏频：34.1n 1=f 前悬架空载偏频：37.1n 2=f 2.2.3 后悬架刚度计算
)cos(r α?=Sr C K (3)
式中：
α——弹簧中心线与后轴垂线间的夹角， α＝5.3 °（见图4）； 则：
mm N C K o sr r /6.219957.07.21)3.5cos(=?=?=
考虑在悬架系统中橡胶块的变形，其刚度约为悬架刚度的15％～20％，此处取15％，
经计算：N/m m 84.24=r K 2.2.4 后悬架偏频计算
后悬架偏频按式（4）计算：
r
r
r m K n ?=
100021π
(4)
式中：
r n ——后悬架偏频；
K r ——后悬架的刚度，N/mm ；
r m ——后悬架簧载质量，kg ；
r1m ——后悬架满载簧载质量，kg ； r2m ——后悬架空载簧载质量，kg 。
根据表1得()kg 5.3632/43770m 1r =-= ()kg 2262/43495m 2r =-= 并把N/mm 84.24=r K 带入（4）式得出： 后悬架满载偏频：32.1n 1r = 后悬架空载偏频：67.1n 2r = 2.3 悬架静挠度的计算
静挠度也是表征悬架性能的参数，按式（5）计算：
K mg f c = (5)
式中：
c f ——静挠度，mm ；
空f f ——前悬空载静挠度，mm ；
满f f ——前悬满载静挠度，mm ；
空r f ——后悬空载静挠度，mm ；
满r f ——后悬满载静挠度，mm ； m ——簧载质量，kg ； g ——重力加速度，2/s m ； K ——悬架刚度，N/mm 。 所以，按式（5）计算得出：
前悬架空载静挠度：mm k g f f f 77.132/m 2f ==空 前悬架满载静挠度：mm k g f f f 74.138/m 1f ==满 后悬架空载静挠度: mm k g f r r r 13.89/m 2==空 后悬架满载静挠度: mm k g m f r r 36.143/1r ==满 空载状态后前悬架偏频比：nr2/ nf2＝1.67/1.37＝1.22 满载状态后前悬架偏频比：nr1/ nf1＝1.32/1.34＝0.98
悬架刚度匹配结论：一般舒适型轿车前悬架偏频在1～1.45之间，后悬架偏频在1.17～1.58之间。开发目标车前后悬架的空、满载静挠度和频率值以及偏频比较合理，适合舒适型乘用车。 2.4 侧倾角刚度计算 2.4.1 前悬架的侧倾角刚度
前悬架的侧倾角刚度由两部分共同作用，即螺旋弹簧引起的侧倾角刚度与横向稳定杆引起的侧倾角刚度。
1）螺旋弹簧引起的侧倾角刚度按式（6）计算：
f
2
p bB 21C s f C ???
???=φ (6)
式中：
f φC ——前螺旋弹簧引起的侧倾角刚度，N ·mm/rad ；
b ——前弹簧中心线与转向瞬时运动中心距离， mm ； p ——车轮中心面距转向节瞬时运动中心距离， mm ；
B ——前轮距， mm ；
f s C ——前螺旋弹簧刚度，N/mm 。
根据图3得b=2435mm ，p=2578mm ，根据表1得B=1299 mm ，并把f s C =20 N/mm 带入式（6）得出螺旋弹簧的侧倾角刚度为：
f φC =1.51×107 N ·mm/rad
参考KC 试验数据衬套扭转时的刚度有约为15％的影响，则前悬架由螺旋弹簧引起的侧倾角刚度为：rad mm N C f /1073.1)1051.1(15.177??=??=φ
2）横向稳定杆引起的角刚度按式（7）计算：
()()??????++++-=
c b L b a a L EIL C b 222
3312
42L 23? (7)
图5 前横向稳定杆结构示意图
式中各参数参见示意图5：
b C ?——横向稳定杆引起的角刚度，N ·mm/rad ； d ——稳定杆直径， mm ； I ——稳定杆的截面惯性矩， mm ； E ——材料的弹性模量， (N/mm)2
前稳定杆直径d=19mm ，所以44
4
m m 1.639764
1964
=?=
=
ππd I
前稳定杆材料为：60si2MnA ，所以 E=206000 (N/mm)2 前横向稳定杆引起的角刚度为：
()()
[
]
rad
N C /mm .1027.25.1995.834.17045.836.1896.4726.1899.2542945.21.63972060003722
332
b ?=+??++?+-????=
Φ 考虑固定方式，新的稳定杆在车轮处的等效侧倾角刚度与稳定杆所提供的侧倾角刚度比为：i=0.5，稳定杆在车轮处的等效侧倾角刚度为：
rad mm N b /.1013.1C 5.07?=?φ
由于连接件是橡胶元件，故实际刚度值一般比理论值减小15％~30％，取15％。则rad mm N b /.1096.085.01013.1C 77?=??=φ
所以，前悬架总的侧倾角刚度：rad mm N C C b f /.1069.2K 7f ?=+=φΦφ 2.4.2 后悬架的侧倾角刚度
αφCOS S 2
1K r 2
F *=s r C (8)
式中：
α——弹簧中心线与后轴垂线间的夹角 d e g 3.5=α；
sr
C ——弹簧刚度 mm N C sr /7.21=；
F S ——弹簧安装间距 mm S F 896=； 以上数据代入公式（8）， 得：
rad mm N K r
/10867.0cos5.37.212
89672
??=??= φ
考虑衬套扭转时的刚度有约为20％的影响：
rad mm N C r /1004.110867.02.177??=??=φ
则：后悬架侧倾角刚度为rad mm N C r /1004.17??=φ
一般要求前悬架侧倾角刚度要稍大于后悬架侧倾角刚度，以满足汽车稍有不足转向特性的要求，并且前、后悬架侧倾角刚度比值一般在1.4～2.6之间。根据
以上计算结果得前、后悬架侧倾角刚度比值为2.5，显然开发目标车型满足要求。 2.5 整车的侧倾角计算
车厢侧倾角r φ是和汽车操纵稳定性及平顺性有关的一个重要参数。侧倾角的数值影响到汽车的横摆角速度稳态响应和横摆角速度瞬态响应。以下质心及侧倾中心示意图各参数是从装载数模上测定的。
图6 整车空载状态下质心及侧倾中心示意图
当汽车作稳态圆周行驶时，车厢侧倾角决定于侧倾力矩M 与悬架总的角刚度∑K 。以下依据满载状态下稳态回转试验要求的0.4g m/s2进行计算。 2.5.1悬架质量离心力引起的侧倾力矩
簧载质量离心力引起的侧倾力矩1M r φ：
aMh M r =1φ (9)
式中：
y a ——侧向加速度； 0.4g a y =
M ——悬上质量， kg 100843491100M =--=；
h ——整车质心到侧倾轴线的距离为：mm 17.316h =（见图6）； 以上数据代入公式11，可得侧倾力矩1M r φ：
mm N Mh a y r ??=???==71101249.017.31610088.94.0M φ 2.5.2侧倾后，悬架质量引起的侧倾力矩
车厢侧倾后，悬架质量的质心偏出距离e ，因此，其重力引起的侧倾力矩为：
r S S h G e G φφ**≈*=r2M (10)
式中：
S G ——为悬上质量重力为
9878.4N ;
h ——整车质心到侧倾轴线的距离316.17mm （见图6）;
r
φ——整车侧倾角；
mm N r r ??=??=7r210312.017.3164.9878M φφφ 2.5.3总的侧倾力矩
mm N r ??+=+=72r2r1r 10)312.01249.0(M M M φφφφ 2.5.4悬架总的侧倾角刚度
rad mm N C C C /1073.31004.11069.2777r f ??=?+?=+=φφφ总 2.5.5整车的侧倾角
7
7r r 10
73.310312.0(0.1249??+==）Φ总ΦφφC M ?o
09.2r =角度φ 汽车在转弯时，车身在0.4g 的侧向加速度的作用下，车身侧倾角不大于3～5°，显然开发目标车型满足要求。 2.6 纵倾角刚度
在制动强度Z=0.5时，当车辆发生纵倾时，前后悬架受力的变化量相当于轴荷转移量ΔG
L h ZgM G g s /=△ (11)
式中：
Z ——制动强度：0.5；
s M ——满载簧载质量 Ms =1400-49-43=1308kg ; g h ——簧载质心高（满载） hg=489mm ；
L ——轴距 2332 mm;
通过上式计算得到的轴荷转移量是1343.95N ；
前后悬架变形由公式K G S 2/△=可得出：
式中：K ——悬架刚度，前悬架为20.52N/mm ，后悬架为24.84N/mm 。 计算得：前悬架m m 75.32f =S 后悬架m m 27S r =
整车纵倾角?=∏+?
= 1.47L//180r f ）（θS S 整车纵倾角刚度为deg /m m .1013.2/6N L G K ?=??=θ 2.7 减振器参数
汽车的悬架中安装减振装置的作用是衰减车身的振动保证整车的行驶平顺性和操纵稳定性。下面仅考虑由减振器引起的振动衰减，不考虑其他方面的影响，以方便对减振器参数的计算。
汽车车身和车轮振动时，减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的粘性摩擦形成了振动阻尼，将振动能量转变为热能，并散发到周围的空气中去，达到迅速衰减振动的目的。汽车的悬架有了阻尼以后，簧载质量的振动是周期衰减振动，用相对阻尼比ψ来评定振动衰减，相对阻尼比的物理意义是指出减振器的阻尼作用在与不同刚度和不同质量的悬架系统匹配时，会产生不同的阻尼效果。
2.7.1 减振器平均阻力系数的确定
减振器阻力系数的确定：
α
ψπγ2
2
cos 4i mn =……………………………（12） 式中:
γ——减振器阻力系数；
ψ——相对阻尼比；
m ——悬架一侧的簧载质量;
n ——悬架偏频； i ——杠杆比,
b a i =
；
α——减振器安装角，减振器轴线与Z 坐标轴的夹角，前减振器的安装如图7，后减振器的安装见图8；
图7 前减振器阻力系数计算示意图
图8 后减振器阻力系数计算示意图
根据前后悬架减振器的布置形式，以下各参数取值如下：
表2 参数列表
项目
前悬架
后悬架
m
kg 278 kg 226
n
Hz 37.1
Hz 67.1
i
1.08
1
α
o 425.8
o 576.12
相对阻尼系数的选择：
对于无内摩擦的弹性元件（如螺旋弹簧）悬架，一般取ψ＝0.25～0.35。对于有内摩擦的悬架，相对阻尼系数可取小些。
参考同类型车：取前悬相对阻尼系数3.0f =ψ；取后悬相对阻尼系数3.0r =ψ 将以上参数代入公式12，可得： 前减振器的平均阻力系数为：
)
//(77.1737)425.8(cos )08.1(3.037.127814.34cos 42
2
22
s m N i n m o f
f
f f f f
=?????=
=
αψπγ
后减振器的平均阻力系数为：
)
//(6.1492)576.12(cos )1(3.067.122614.34cos 42
222
s m N i n m o r
r
r r r r
=?????=
=
αψπγ 2.7.2 压缩阻尼和拉伸阻尼系数匹配
通常情况下，将压缩行程时的相对阻尼比c ψ取得小些，伸张行程时的相对阻尼比r ψ取得大些；这样，既可以保证整车的平顺性又不降低操纵稳定性，两者之间保持c ψ＝（0.25～0.5）r ψ。为避免悬架碰撞车架，一般把减震器拉伸和压缩阻力按8∶2～6∶4的比例关系分配。根据常规类型车，选减震器拉伸和压缩阻力按10：3的比例关系分配。
因此，根据前面计算得到： 前减振器压缩阻尼系数()s m N f //401c
=δ 前减振器拉伸阻尼系数()s m N fo
//74.1336=δ
后减振器压缩阻尼系数()s m N r //45.344c =δ 后减振器拉伸阻尼系数()s m N r //15.1148o =δ 2.7.3 减震器匹配参数
通过实验测得前、后减震器匹配阻尼力参数如表3、表4：
表3 前减震器阻尼力参数
活塞速度（m/s) 复原阻力（N）压缩阻力（N）
0.05 111±40 53±40
0.1 282±50 71±40
*0.3 722±80 183±50
0.6 1031±110 338±80
1.0 1386±110 584±80
表4 后减震器阻尼力参数
活塞速度（m/s) 复原阻力（N）压缩阻力（N）
0.05 116±50 95±40
0.1 243±50 162±50
*0.3 603±90 317±60
0.6 1014±110 513±90
1.0 1636±120 807±100
3 悬架系统的计算结果
通过上面系统的计算得到MA02-ME100纯电动车悬架系统主要性能参数，通过分析对比，新车型的各项性能参数满足相关理论和标准要求，由此可以保证与悬架相关的主要指标符合设计要求。
表5 参数列表
项目参数
空载前偏频 1.37Hz
空载后偏频 1.67Hz
空载后前偏频比 1.22
满载前偏频 1.34Hz
满载后偏频 1.32Hz
满载后前偏频比0.98
前悬架空载刚度20.52N/mm
后悬架空载刚度24.84N/mm
整车侧倾角刚度 3.74×107 N·mm/rad
前后侧倾角刚度比 2.59
纵倾角/0.5 1.47°
纵倾角刚度 2.13×106 N·mm/deg
4 结论及分析
根据以上计算结果我们可看出，MA02-ME100纯电动车底盘满足整车操纵稳定性和平顺性对悬架的刚度和阻尼要求。
参考文献
1 清华大学余志生主编汽车理论北京：机械工业出版社，2002年；
2 吉林工业大学王望予主编汽车设计北京：机械工业出版社，2000年；
3 刘惟信主编汽车设计北京：清华大学出版社，2001年；
4 【德国】约森.赖姆佩主编悬架元件及底盘力学吉林科学技术出版社，1992；
5 汽车工程手册编写组编汽车工程手册（设计篇）北京：机械工业出版社，2001。
1 汽车转向系统的功能 1.1 驾驶者通过方向盘控制转向轮绕主销的转角而实现控制汽车运动方向。 对方向盘的输入有两种方式：对方向盘的角度输入和对方向盘的力输入。装有动力转向系统的汽车低速行驶时，操作方向盘的力很轻，却要产生很大的方向盘 转角输入，汽车的运动方向纯粹是由转向系统各杆件的几何关系所确定。这时， 基本上是角输入。而在高速行驶时，可能出现方向盘转角很小，汽车上仍作用有 一定的侧向惯性力，这时，主要是通过力输入来操纵汽车。 1.2 将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者。这种反馈，通常称为路感。 驾驶者可以通过手—---感知方向盘的震动及运转情况、眼睛—---观察汽车运动、 身体—---承受到的惯性、耳朵—---听到轮胎在地面滚动的声音来感觉、检测汽车 的运动状态，但最重要的的信息来自方向盘反馈给驾驶者的路感，因此良好的路 感是优良的操稳性中不可缺少的部分。 反馈分为力反馈和角反馈 从转向系统的功能可以得知：人、车通过转向系统组成了人车闭环系统，是驾驶者对汽车操纵控制的一个关键系统。 2 转向系统设计的基本要求 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。转向系的基本要求如下： 2．1 汽车转弯时，全部车轮应绕瞬时回转中心（瞬心）旋转，任何车轮不应有侧滑。 不满足这项要求会加剧轮胎磨损，并降低汽车的操作稳定性。实际上，没有哪 一款汽车能完全满足这项要求，只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向 角（轮15°～25°围）使转向外轮运动关系逼近上述要求。 2．2 良好的回正性能 汽车转向动作完成后，在驾驶者松开方向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。转向轮的回正力矩的大小主要由悬架系统所决定的前 轮定位参数确定，一般来说，影响汽车回正的因素有：轮胎侧偏特性、主销倾角、 主销后倾角、前轮外倾、转向节上下球节的摩擦损失、转向节臂长、转向系统的 逆效率等。 2．3汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，方向盘没有摆动。 2．4 转向机构与悬架机构的运动不协调所造成的运动干涉应尽可能小，由于运动干涉使转向轮产生的摆动应最小。 汽车转弯行驶时，作用在汽车质心处的离心力的作用，轮载荷减小，外轮载荷
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 振动，保证汽车的正常行驶。悬架结构、性能不仅影响汽车的行驶平顺性，还对操纵稳定性、燃油经济性、通过性等多种
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
汽车运动机构课程设计说明书 温州大学机电工程学院 2013年6月
机械原理设计说明书 题目:汽车转向机构 学院:机电工程学院 专业:汽车服务工程 班级:11汽车服务本 姓名:叶凌峰俞科王栋柄 王璐吴海霞欧阳凯强 学号:11113003233 11113003243 11113003199 11113003209 11113003218 11113003174指导老师:李振哲
目录 一.设计题目 (1) 1.1课程设计目的和任务 (1) 1.2课程设计内容与基本要求 (2) 1.3机构简介 ........................................................................ 错误！未定义书签。 1.4参考数据 (5) 1.5设计要求 (5) 二. 设计方案比较 (6) 2.1设计方案一 (6) 2.2设计方案二 (7) 2.3设计方案三 (8) 2.4最终设计方案 ................................................................ 错误！未定义书签。 三.虚拟样机实体建模与仿真 (9) 四.虚拟样机仿真结果分析 (10) 4.1运动学仿真 (11) 4.1.1运动学仿真--转向盘位移仿真曲线 (11) 4.1.2运动学仿真--轮胎位移仿真曲线 (11) 4.1.3运动学仿真--转向盘速度仿真曲线 (12) 4.1.4运动学仿真--轮胎速度仿真曲线 (12) 4.1.5运动学仿真--转向盘加速度仿真曲线 (13) 4.1.6运动学仿真--轮胎加速度仿真曲线 (13) 4.2动力学分析 (14) 4.2.1转向盘受力仿真曲线 (14) 4.2.2轮胎受力仿真曲线 (14) 五. 课程设计总结 (15) 5.1机械原理课程设计总结 (15) 5.2设计过程 (15) 5.3设计展望 (16) 5.4设计工作分工表 (16) 5.5参考文献 (16)
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
汽车转向系统总结报告 本节课首先讲述了转向系概述，包括其定义、功用、分类、组成、转向理论。 一、定义 驾驶员用来改变或恢复汽车行驶方向的机构称为汽车转向系统。改变或恢复行驶方向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车的转向桥上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定角度。 二、功用 遵从驾驶员的操纵，改变汽车行驶方向，并和汽车行驶系共同保证汽车机动灵活、稳定安全地行驶。 三、分类 机械转向系：以驾驶员施加于转向盘上的体力为转向能源。 动力转向系：兼用驾驶员体力和发动机部分动力为转向能源。 转向装置的作用有三点: 1、增大驾驶员作用力 2、改变运动方向 3、把转动变为摆动 接着讲述了转向器的作用及要求、分类、结构。 作用:改变力的传递方向和大小，并获得所要求的摆动速度和角度，进而通过传动机构带动转向车轮偏转。 要求: 省力、灵活 稳定 传给转向器的反冲力尽可能小，又能自动回正 有间隙调整装置，保证自由行程在规定范围 分类:蜗杆齿扇式转向器，循环球式转向器，蜗杆曲柄双销式转向器，齿轮齿条转向器。 重点讲述了转向器的工作原理！ 转向系统的设计、制造所需知识包含在哪些课程中呢？ 机械原理机械制造基础机械设计机械制造工程学 高等数学等等等 可见转向系统的设计极其制造需要依赖很多门课程的知识，同时也反应了转向系统是很复杂的，想要完成好转向系统的设计、制造，不是一件容易的事情，需要广阔的知识涉猎，才能又完成这项任务资格！ 对于未来的转向系统又有如何的发展趋势呢？ 传统的汽车转向系统是机械式的转向系统，汽车的转向由驾驶员控制方向盘，通过转向器等一系列机械转向部件实现车轮的偏转，从而实现转向。对于未来汽车的转向系统，动力转向是发展方向。动力转向主要是从减轻驾驶员疲劳，提高操作轻便性和稳定性出发。动力转向有3种形式:整体式，半分置式及联阀式动力转向结构。目前3种形式各有特点，发现较快，整体式多用于前桥负荷3～8t汽车。从发展趋势上看，国外整体式转向器发展较快，而整体式转向器中转阀结构是目前发展方向。 机制十二班康斌学号2013141411167
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：2012.04.17 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10.3x1.73。上下横臂与车架的链接以及拉杆与上横臂的链接均采用轴销式配合，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 （1 英寸），向下25.4mm（1 英寸）。因此，本次设计初步设计悬架静挠度为25.5mm，动挠度设计为28mm。 根据赛事关于车架部分的规定，本次设计按照最小的车架尺寸设计，由此及选取的轮距确定： 前轮：转向节上铰点据车架铰接点距离为260mm，转向节下铰点据车架铰接点距离为312mm。上A臂夹角为38°，下A臂夹角为36°。 后轮：后立柱上铰接点据车架铰接点距离为302mm，下铰接点据车架铰接点距离为368mm。上A臂夹角为50°，下A臂夹角为32°。 3.悬架参数计算。 本次设计初步选取有车手乘坐时总质量为260Kg，再根据所选取的前后悬架静挠度及动挠度，通过作图法确定悬架的侧倾中心，将上下横臂内外转动点的连线延长到极点，将极点与车轮接地点链接即可在汽车垂直于地面的中心线上的到侧倾中心，得到的侧倾中心高度为45.24mm。在独立悬架中，赛车前后悬架侧倾中心的连线称为侧倾轴线，侧倾轴线与点平行。双横臂悬架侧倾中心位于上下控制臂转动延长线的交点，可以确定纵倾中心，进一步计算抗制动前倾角。 4.减震器的选择。 根据赛车图片及论坛相关资料，选取筒式减震器。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊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
标题 转向系统设计与优化 摘要 汽车在行驶过程中，需要按照驾驶员的意志经常改变行驶方向，即所谓汽车转向。用来改变或保持汽车行驶方向的机构称为汽车转向系统。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全是至关重要的。因此需要对转向系统进行优化，从而使汽车操作起来更加方便、安全。本次设计是EPS电动转向系统，即电动助力转向系统。该系统是由一个机械系统和一个电控的电动马达结合在一起而形成的一个动力转向系统。EPS系统主要是由扭矩传感器、电动机、电磁离合器、减速机构和电子控制单元等组成。驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。因此，电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。 关键词：机械系统，扭矩传感器，电动机，电磁离合器，减速机构，电子控制单元。 概述 汽车在行使过程中，需要经常改变行驶方向，即所谓的转向。这就需要有一套能够按照司机意志来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，它将司机转动方向盘的动作转变为车轮的偏转动作，这就是所谓的转向系统。转向系统是用来改变汽车的行使方向和保持汽车直线行使的机构，既要保持车辆沿直线
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
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，
目录 1.概述 (1) 1.1任务来源 (1) 1.2转向系统基本介绍 (1) 1.3转向系统结构简图 (1) 2.转向系统相关参数 (1) 3.最小转弯半径 (2) 4.转向系传动比的计算 (3) 5.转向系载荷的确定 (3) 5.1原地转向阻力矩 M (3) r 5.2车轮回正阻力矩Ms (3) 5.3作用在转向盘上的力 F (3) k 6.转向管柱布置的校核 (4) 6.1转向管柱布置角度的测量 (4) 6.2转向管柱角速度及力矩波动计算 (4) 6.3转向管柱固有频率要求 (7) 7.结论 (7) 参考文献................................................... 错误！未定义书签。
1.概述 1.1任务来源 根据6430车型设计开发协议书， 6430项目是一款全新开发的车型，需对转向系统进行设计计算。 1.2转向系统基本介绍 转向管柱为角度不可调式管柱，转向机采用结构简单、布置容易的齿轮齿条式转向机。 转向盘采用软发泡三辐式，轮辐中间有一块大盖板，打开时可拆装调整转向盘。 1.3转向系统结构简图 2.转向系统相关参数
轮胎规格为185R14LT ，层级为8。轮辋偏置距为+45mm ，负荷下静半径为304㎜，滚动半径约317mm ，满载下前胎充气压力240KPa 。 3.最小转弯半径 汽车的最小转弯半径是汽车在转向轮处于最大转角条件下以低速转弯时前外轮中心与地面接触点的轨迹构成圆周半径，它在汽车转向角达到最大时取得。 转弯半径越小，则汽车转向所需场地就愈小，汽车的机动性就越好。为了避免在汽车转向时产生的路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎过快磨损，要求转向系能保证在汽车转向时，所有车轮应绕瞬时转向中心作纯滚动。此时，内转向轮偏转角β应大于外转向轮偏转角α，在车轮为绝对刚体的假设条件下，角α与β的理想关系式应是： L ctg ctg K +=βα 式中： K —两侧主销轴线与地面相交点之间的距离； L —轴距。 3.1按外轮最大转角 C L R += α sin 1 =5194.9（mm ） 3.2按内轮最大转角 C KL K L R +++=2 1 222]tan 2)sin [(ββ =5912.3（mm ）
悬架系统计算报告 项目名 称： 03月编号： 版本号：V1.0
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目次 1 概述 (1) 1.1 计算目的 (1) 1.2 悬架系统基本方案介绍 (1) 1.3 悬架系统设计的输入条件 (2) 2 悬架系统的计算 (3) 2.1 弹簧刚度 (3) 2.2 悬架偏频的计算 (3) 2.2.1 前悬架刚度计算 (4) 2.2.2 前悬架偏频计算 (4) 2.2.3 后悬架刚度计算 (5) 2.2.4 后悬架偏频计算 (6) 2.3 悬架静挠度的计算 (6) 2.4 侧倾角刚度计算 (7) 2.4.1 前悬架的侧倾角刚度 (7) 2.4.2 后悬架的侧倾角刚度.......... 错误! 未定义书签。 2.5 整车的侧倾角计算 (10) 2.5.1 悬架质量离心力引起的侧倾力矩 (11) 2.5.2 侧倾后, 悬架质量引起的侧倾力矩 (12) 2.5.3 总的侧倾力矩 (12) 2.5.4 悬架总的侧倾角刚度 (12) 2.5.5 整车的侧倾角 (12) 2.6 纵倾角刚度 (12)
2.7 减振器参数 (13) 2.7.1 减振器平均阻力系数的确定错误! 未定义书签。 2.7.2 压缩阻尼和拉伸阻尼系数匹配 (16) 2.7.3 减震器匹配参数 (16) 3 悬架系统的计算结果 (17) 4 结论及分析 (18) 参考文献 (18)
1概述 1.1 计算目的 经过计算，求得反映MA02-ME10Q纯电动车悬架系统性能的基本特征，为零部件开发提供参考。计算内容主要包括悬架刚度、悬架侧倾角刚度、刚度匹配、悬架偏频、静挠度和阻尼等。 1.2 悬架系统基本方案介绍 MA02-ME10 0纯电动车前悬架采用麦弗逊式独立悬架带横向稳定杆结构，后悬架系统采用拖曳臂式非独立悬架结构。 前、后悬架系统的结构图如图1、图2: 图1前悬架系统
3.1 弹簧刚度 弹簧刚度计算公式为： 前螺旋弹簧为近似圆柱螺旋弹簧：前 n 8D Gd 3 14 1 1= Cs (1) 1 后螺旋弹簧为圆柱螺旋弹簧：后 n 8D Gd 3 24 2 2= Cs (2) 式中：G 为弹性剪切模量79000N/mm 2 d 为螺旋弹簧簧丝直径， 前螺旋弹簧簧丝直径d 1=11.5mm ， 后螺旋弹簧簧丝直径d 2=12mm ； 1D 为前螺旋弹簧中径，D 1=133.5mm 。 D 2为后螺旋弹簧中径，D 2=118mm 。 n 为弹簧有效圈数。根据《汽车设计》（刘惟信）介绍的方法，判断前螺旋弹簧有效圈数为4.25圈，即n 前=4.25；后螺旋弹簧有效圈数为5.5圈，即 n 后=5.5。 前螺旋弹簧刚度： =18.93 N/mm 后螺旋弹簧刚度： 后 n 8D Gd 324 2 2= Cs =22.6N/mm 螺旋弹簧刚度试验值： 前螺旋弹簧刚度：18.8N/mm ； 1 螺旋弹簧刚度计算公式，参考《汽车工程手册》设计篇 3 1 41 116n Gd D Cs 前=
后螺旋弹簧刚度：22.78N/mm 。 前螺旋弹簧刚度和后螺旋弹簧刚度计算值与试验值基本相符。G08设计车型轴荷与参考样车的前轴荷相差<2.0%，后轴荷相差<0.8%。设计车型直接选用参考样车的弹簧刚度,刚度为： Cs=18.8 N/mm； 1 Cs=22.6 N/mm。 2 3.5 减震器参数的确定 汽车的悬架中安装减振装置的作用是衰减车身的振动保证整车的行驶平顺性和操纵稳定性。下面仅考虑由减振器引起的振动衰减，Array不考虑其他方面的影响，以方便对减振器参数的计算。 汽车车身和车轮振动时，减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦
悬架系统匹配设计 一、悬架系统概述 悬架是现代汽车上重要总成之一，它把车架与车轴弹性地连接起来。其主要任务是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩，并且缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车平顺地行驶。 悬架主要由弹性元件、导向机构和减振器组成（在有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆）。弹性元件用来传递垂直力，并缓和由不平路面引起的冲击和振动，其种类有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧及橡胶弹簧等。由于钢板弹簧在悬架中可兼作导向机构用，可使悬架结构简化，且保养维修方便、制造成本低，所以货车悬架中一般都采用钢板弹簧作为弹性元件。 钢板弹簧是汽车悬架中作为汽车当中应用最广泛的弹性元件，它是由若干等宽但不等长的合金弹簧片组成的一根近似等强度的弹性梁，钢板的弹簧的第一片一般是主片，其两端弯成卷耳内装青铜、粉沫治金组成的衬套，以便用弹簧销与固定在车架的支架或吊耳作铰接连接。钢板弹簧一般用U型螺栓固定在车桥上。 中心螺栓用以连接各片弹簧片，并保证装配时各片的相对位置。中心螺栓距两卷耳的距离可相等也可以不等。 主片卷耳受力最严重，是薄弱处，为改善主片卷耳的受力情况，常将第二片末端也弯成卷耳，包在主片的外面（也称包耳）。有些悬架中的钢板弹簧两端不做成卷耳，而采用其它的支承方式（比如滑块式）。 连接各构件，除了中心螺栓以外，还有若干个弹簧夹，其主要作用是当钢板弹簧反向变形时，使各片不致于相互分开，以免主片单独承载，此处，为了防止各处横向错动。弹簧夹用铆钉铆接在下之相连的最下边弹簧的端部，弹簧的夹的两边用螺栓连接，在螺栓上有套管顶住弹簧片的两边，以免将弹簧片夹得过紧。中螺栓套管和弹簧片之间有一定的间隙（不少于（1.5mm）。以保证弹簧变形可以相互滑移。 钢板弹簧在载荷作用下变形时，各片有相对滑移而产生摩擦，可以促进车架的振动的衰退。但各片的干摩擦，将使车轮所受的冲击在很大程度上传给车架，即降低了悬架的缓和冲击能力,并使弹簧片加速磨损，这是相当不利的，为了减少弹簧片之间的摩擦，在装组合钢板弹簧时，各片间需涂上石墨润滑脂，并应定期的保养。 二、悬架系统设计 设计钢板弹簧首先应确定的参数 1、弹簧载荷 通常新车设计时，根据整车布置给定的空、满载轴荷减去估算的非簧载质量，得到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、等总成视为非簧载质量，将传动轴、转向纵拉杆等总成一半也视为非簧载质量。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 应根据不同车型要求，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，主销后倾角变化较小，有利于行驶稳定性。 （3）增加弹簧长度可以降低弹簧应力和应力幅，从而提高弹簧使用寿命。 （4）增加弹簧长度可以选用片厚的弹簧，从而减少弹簧片数，并且片厚的弹簧对提高
密级：版本/更改状态：第一版／0 编号： 长城汽车股份有限公司技术文件 CC6460K/KY 转向系统设计计算书 编制： 审核： 审定： 批准： 长城汽车股份有限公司 二OO四年四月十五日
目录 1 系统概述????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 2 转向系统设计依据的整车参数计设计要求????????????????????????????????????????????????????????2 3 转向系统设计过程????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 3.1 最小转弯半径计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 3.2 转向系的角传动比计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 3.3 转向系的力传动比计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 3. 4 转向系的内外轮转角?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3. 5 液压系统的匹配计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.5.1 转向油泵流量的计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.5.2 转向油泵压力的变化??????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 4 结论说明????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 5 参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8
编号：悬架系统设计计算报告项目名称：国内某车型 项目代码： 007 编制：日期： 校对：日期： 审核：日期： 批准：日期： 汽车设计有限公司 2011年11月
目次 1概述 ................................................................. 1.1 任务来源 ............................................................. 1.2 悬架系统基本介绍 ...................................................... 1.2.1 前悬架的结构形式..................................................... 1.2.2 后悬架的结构形式..................................................... 1.3 计算的目的............................................................ 2悬架系统设计的输入条件.................................................. 3悬架系统偏频的选取及悬架刚度计算......................................... 4弹簧计算.............................................................. 4.1 弹簧刚度的计算........................................................ 4.2 前螺旋弹簧钢丝直径的计算 ............................................... 5悬架系统静挠度计算..................................................... 6悬架侧倾角刚度计算..................................................... 6.1 前悬架侧倾角刚度计算................................................... 6.2 后悬架侧倾角刚度计算................................................... 6.3 整车侧倾角刚度计算..................................................... 6.4 整车的侧倾力矩........................................................ 6.5 整车的纵倾计算........................................................ 6.5.1 纵倾角的计算........................................................ 7减振器参数的确定....................................................... 7.1 减振器阻尼系数的确定................................................... 8参数列表.............................................................. 参考文献.................................................................