悬架的设计计算

（汽车行业）汽车悬架设计论文轻型汽车悬架设计THE DESIGN OF A LIGHT TRUCK`S SUSPENSION2009 年6月摘要本文主要研究轻型货车的前后悬架设计分析方法，以及悬架运动与前轮定位参数的变化关系。

首先根据设计给定的四个参数对整车进行总体设计，包括整车的尺寸参数、质量参数和性能参数，在选择这些参数的时候可以通过国家标准以及相关的经验参数得到，在选择之后进行了相关的验证，保证各参数能达到各项性能的基本要求。

在总体设计完成之后，对前后悬架进行方案的选择，本设计前悬架采用麦弗逊独立悬架，后悬架采用纵置钢板弹簧。

然后对悬架的性能参数进行选择，包括前后悬架的偏频、相对阻尼系数、非簧载质量以及影响操稳性的侧倾中心高度和侧倾刚度，还有影响纵向稳定性的纵倾中心高度等。

在选择完基本参数后，对悬架的弹性元件（前悬架为螺旋弹簧。

后悬架为钢板弹簧）进行设计计算，包括刚度和强度等的校核，使设计的弹簧能满足设计的偏频要求。

之后设计前独立悬架的导向机构，设计包括侧倾中心、纵倾中心以及下控制臂的位置等。

为前、后悬架匹配减振器，计算减振器的尺寸，并且验算减振器是否满足强度要求。

由于麦弗逊悬架的侧倾刚度较小，为了满足汽车不足转向性能要求，设计时，为前悬架匹配了一个横向稳定杆，提高它的侧倾刚度，满足不足转向性能要求。

由于悬架结构的运动学特性关系到汽车操纵稳定性、转向轻便性、行驶舒适性、轮胎寿命以及汽车布置设计中的运动干涉等诸多方面，是汽车设计过程中十分重要的问题，欲设计合乎需要的悬架结构,必须准确分析悬架结构的运动特性。

所以为了研究悬架结构的运动学特性，本文采用了空间解析几何的方法，探讨分析了麦弗逊式悬架的运动学特性，由于该方法能够直接使用整车布置设计坐标系,无需进行坐标转换,且直观方便,易于理解,所以具有实际应用的意义。

关键词：麦弗逊悬架动态特性AbstractThis article is mainly about to study the method of designing a light truck’s front and back suspension, also the article analyze the relation between suspension movement and front wheel alignment parameters.First, it designs the scheme of whole car based on the four parameters which was already been given, this including the whole car’s size parameters, weight parameters, and property parameters. we may choose those parameters refer to national standards or some relative experience parameters. we may also do some work to prove the chosen was correct after those parameters being chosen, as to make every parameters meet the basic demand of every property. when the whole car schemes were already designed, it then comes to choose the scheme of the front and back suspensions, and in this design, we use McPherson type front suspension, Back suspension’s steel spings.and then, we choose the suspension’s property paremeters,including front and back suspension’s frequency, relative viscosity,unsprung mass and roll center height, roll angular rigidity which effect the car’s controllability and stability,besides,we also choose the trim center height which effect the car’s longitudinal control lability. After these basic parameters were chosen, we comes on to calculate the spring of the suspension,(spiral spring in front suspension, leaf spring in back suspension),and the calculation including checking both the springs` stiffness and strength, as to make the spring designed to meet the demand offrequency. And next comes to design the control bars of the front independent suspension, it contains to design the roll center height an trim center height and the locations of the main controlbar.Then,we design shock absorbers to match with the front and the back suspension, including calculate the size of the absorbers and also check the absorbers to see if it meets the demand of strength. Since McPherson type front suspension is lack of roll angular ri gidity, in order to meet the property demands of car’s under steer speciality,Here it also designs a anti-roll bar to improve the front suspension’s roll angular rigidity.As suspension’s kinematics character relates to a whole car’s controllability ,steering agility, ride comfort,tyre life and motion interference in the design of the whole car’s scheme. the kinematics character comes to be a very important question, to make a good suspension structrue,it needs to analyze the kinematics character of the suspension.And in this article, we uses Spatial analytic geometry to discuss McPherson type front suspension’s kinematics character. Because the method is able to use the whole car scheme design coordinate system directly, there is no need to transform the coordinate system. It is more convenient and easy to understand,so,it makes more actual application sense.key words：Mcpherson suspension kinematics character目录第1章绪论 (1)1.1 论文研究的目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状及发展趋势 (1)1.3 论文主要研究内容 (2)第2章汽车的总体设计 (3)2.1设计参数与设计目标 (3)2.2汽车形式的选择 (3)2.2.1 轴数 (3)2.2.2 驱动形式 (3)2.2.3 布置形式 (4)2.3汽车质量参数的选择 (4)2.3.1 整车整备质量 (4)2.3.2 汽车的总质量 (5)2.3.3 汽车的整备质量利用系数 (5)2.3.4 汽车的轴荷分配 (6)2.4 汽车主要尺寸的确定 (7)2.4.1 轴距 (7)2.4.2 前后轮距和 (8)2.4.3 汽车的外廓尺寸 (8)2.4.4 汽车的前悬和后悬 (9)2.4.5货车车头的长度 (9)2.4.5货车车箱尺寸 (9)2.5 汽车主要性能参数的选择 (10)2.5.1 动力性能参数 (10)2.5.2 燃油经济性指标 (11)2.5.3 汽车的最小转弯半径 (11)2.5.4 通过性几何参数 (11)2.6 汽车发动机的选型与轮胎的选定 (13)2.6.1 发动机基本型式的选择 (13)2.6.2 发动机主要性能指标的选择 (14)2.6.3 轮胎的选定 (17)第3章汽车悬架的结构选型与分析 (20)3.1 悬架的设计要求 (20)3.2 悬架的结构形式分析 (20)3.2.1 悬架结构形式的分类 (20)3.2.2 悬架的组成及各部件作用 (22)3.3 前、后悬架方案的选择 (22)第4章悬架的设计计算 (24)4.1 悬架主要参数的确定 (24)4.1.1 影响平顺性的参数 (24)4.1.2 影响操纵稳定性的参数 (28)4.1.3影响纵向稳定性的参数 (31)4.2 弹性元件的计算 (35)4.2.1 前悬架螺旋弹簧的设计计算 (35)4.2.2 后悬架钢板弹簧的设计计算 (38)4.3 独立悬架导向机构的设计 (51)4.3.1 设计要求 (51)4.3.2 前轮定位参数与主销轴的布置 (52)4.3.3 横臂轴的选型与布置 (54)4.4 减振器的设计 (58)4.4.1 减振器相对阻尼系数 (58)4.4.2 减振器阻尼系数的确定 (59)4.4.3 最大卸荷力的确定 (60)4.4.4 筒式减振器工作缸直径的确定 (61)4.5 横向稳定杆的设计 (62)第5章空间解析法分析麦弗逊悬架运动 (63)5.1 悬架的数学模型 (63)5.2 利用数学模型求解车轮跳动时各定位参数的变化 (67)结论 (69)致谢 (70)参考文献 (71)附录一 (73)第1章绪论1.1 论文研究的目的和意义悬架是现代汽车上重要的总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性连接起来。

汽车双横臂扭杆弹簧独立悬架设计崔敏【摘要】This paper is mainly to analysis a light truck’s computing method of the front independent suspension design and testing of design experiment. Firstly, it goes with the stress analysis and the trajectory calculation of the double wishbone independent suspension, and then continues with the suspension design calculation such as the design of torsion bar spring , front suspension’s stiffness, offset frequency calculation, stabilizer bar’s design, roll stiffness calculation, shockabs orber’s design, and finally the suspension offset frequency and riding comfort can be verified through the test.%文章主要研究某轻型载货汽车前独立悬架的设计计算方法以及独立悬架的设计试验验证，首先对双横臂式独立悬架进行受力分析、运动轨迹计算，然后对悬架进行设计计算如扭杆弹簧的设计、前悬架的刚度、偏频计算、稳定杆的设计、侧倾刚度计算、减震器的设计，最后通过试验验证悬架的偏频、平顺性。

【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】4页(P11-14)【关键词】轻型载货汽车;双横臂式独立悬架;平顺性【作者】崔敏【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽合肥 230601【正文语种】中文【中图分类】U463.33+210.16638 /ki.1671-7988.2016.06.005CLC NO.: U463.33+2 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)06-11-04悬架是现代汽车上的一个重要总成，他把车架与车轴弹性地连接起来。

9减小转为了提高车辆的灵活性减小转弯半径而改变转向梯型弯半径而改变转向梯型阿克曼偏差ttttttttttttppttttttttttttppq1122修改以达到不同的方向盘转角修改以达到不同的方向盘转角轿车转向系统角传动比一般为轿车转向系统角传动比一般为1517在作加长车时要考虑这个值阿克曼偏差o方向盘转角oab某些参考车型前轴的阿克曼角实例某些参考车型前轴的阿克曼角实例05101520254003002001000100200300400方向盘转角和转向角的关系方向盘转角和转向角的关系方向盘转角方向盘转角o
汽车悬架系统设计
——徐东升
汽车悬架的主要功用
汽车悬架是将车架（或车身）与车轴（或直接与车 轮）弹性联接的部件。其主要功用如下： （1）缓和，抑制由于不平路面所引起的振动或冲击以保 证汽车具有良好的平顺性。 （2）迅速衰减车身和车桥（或车轮）的振动。 （3）传递作用在车轮和车架（车身）之间的各种力（垂 直力，纵向力，横向力）和力矩（制动力矩和反作用力 矩）。 （4）保证汽车行驶所必要的稳定性。
阿克曼偏差
o
修改以达到不同的方向盘转角
t
q
t
轿车转向系统角传动比一般为15-17
2
1
在作加长车时 要考虑这个值
p
某些参考车型前轴的阿克曼角实例
阿克曼偏差 (o)
A B
方向盘转角 (o)
方向盘转角和转向角的关系
25
20
车轮转角 (o)
15
10
5
0 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400
定义车轮中心处的主销偏置距
Braccio trasversale a centro ruota (mm)

悬架偏频计算公式
一、悬架偏频计算公式：
n=(√k/m)/2π,k为悬架刚度,m为簧上质量;偏频为评判整车平顺性能的一个重要参数,在汽车设计初期就要先定义偏频的范围.
普通轿车前悬架偏频要求1.0--1.45HZ，后悬架偏频要求1.17--1.58HZ。

级别越高的轿车，偏频越小越好。

高级桥车前悬架偏频0.80--1.15HZ，后悬架偏频0.98--1.30。

货车满载前悬架偏频1.5--2.10HZ，后悬架偏频1.70--2.17HZ。

二、悬架偏频：
悬架固有频率，偏频低，悬架软--提升轮胎抓地力，汽车平顺性好；偏频高，悬架硬--响应速度快，提升操纵稳定性；若调低后偏频，调硬前偏频，则后轮抓地力提升，前轮抓地力降低，增加不足转向，有良好的转向特性。