汽车前悬架的设计与仿真2

1本科毕业论文（设计）目录摘要.............................................5Abstract..........................................61绪论............................................71.1课题背景和意义.............................71.2悬架的发展历史和现状.......................71.3课题研究的目的.............................82悬架结构和类型的选择............................83悬架主要参数的计算..............................83.1悬架的原始数据.............................83.2悬架的结构分析.............................83.3悬架基础数据的计算.........................93.3.1悬架挠度的计算与校核...................93.3.1悬架刚度的计算与校核..................1024悬架弹性元件的选型计算.........................114.1弹性元件的选择与分析......................114.2螺旋弹簧材料的选择........................114.3计算弹簧钢丝直径..........................124.4螺旋弹簧的校核............................134.4.1弹簧刚度的校核.......................134.4.2弹簧表面剪切应力的校核...............134.5弹簧设计小结.............................135悬架减振器的选型计算...........................145.1减振器类型的选择..........................145.2减振器相关参数的计算......................145.3减振器设计参数小结........................156导向机构的设计要求............................166.1导向机构的选择.........................166.2导向机构的设计要求.....................166.3导向机构的空间布置参数的计算...........176.3空间布置参数小结.......................177横向稳定器...................................218悬架结构元件.................................219基于adams的悬架仿真分析.....................269.1主销内倾角仿真分析........................269.2主销后倾角仿真分析........................269.3前轮外倾角仿真分析.......................2799.4前轮前束仿真分析..........................309.5主销偏移距仿真分析........................329.6仿真分析结果小结..........................33参考文献.........................................34致谢.............................................353汽车前悬架的设计与仿真摘要随着中国经济的蓬勃发展，从前在人们印象中高不可攀的汽车走进了千千万万户的家庭中。汽车的消费水平也是越来越高，在进口品牌国产化的潮流下，原本低端车的市场豪华品牌也在竞相争夺，各个价位可以选择的汽车让消费者挑花了眼。消费者对车型也有这越来越深入的了解，并不像从前只认大品牌，现在每个人都会反复对比各种车型，然后选择心目中最具有性价比的车型。悬架作为汽车中的一个重要组成部分对汽车的行驶或驾驶感受提高相当大。考虑到中国很多道路的路况并不理想很多消费者在试驾时都要求试一下车辆的避震性能是否优秀。所以各大汽车厂商度都在加大对悬架系统的研发。国产汽车只有拥有自主知识产权的车型或者核心技术，才能真正意义上的提高产品竞争力在国际贸易往来中能挺直腰杆。本次设计的对象是丰田凯美瑞汽车，主要对其前悬架进行设计设计与仿真。首先根据车型的前轮前驱的布置方式，本次设计采用了占用空间较小的麦弗逊悬架。首先我们对其进行计算，计算出悬架的挠度和刚度等一系列基本参数。然后进行弹簧的各类尺寸4的计算并进行校核，和减振器选型计算。根据布置参数选择了下摆臂的各种参数，最后进行接头和横向稳定杆的设计与空间布置。主要的技术手段是应用AutoCAD软件绘制前悬架的装配图及部分主要零件图，然后利用ADAMS软件对此次设计进行仿真得出此次设计的结论。关键词：麦弗逊独立悬架；设计与仿真。AbstractAsChina'seconomyboomed,onceuponatimetherewasanimageofanunattainablecarenteringmillionsofhomes.Automobileconsumptionlevelisalsomoreandmorehigh,underthetrendofimportedbrandlocalization,theoriginallow-endcarmarketalsotocompeteforluxurybrands,thepricecanletconsumerintheeditionofcarstochoosefrom.Consumersalsohasthismoreandmorein-depthunderstandingforcars,notonlythebigbrandastheyoncewere,noweveryonehasrepeatedlycomparingallkindsofmodels,andthenselectthemindisthemostcost-effectivemodels.Thesuspensionisanimportantpartofthecarthatincreasesthedrivingordrivingexperienceofacar.ConsideringtheroadconditionsofmanyroadsinChina,itisnotidealformanyconsumerstotrytoavoidtheshockperformanceofthevehiclewhentesting.Soautomakersarerampinguptheirresearchanddevelopmentofsuspensionsystems.Domesticonlymodelsorthecoretechnologywithindependentintellectualpropertyrights,canreallyenhancetheproductcompetitivenessintheinternationaltradecanwalktall.5ThedesignisdesignedandsimulatedbyToyotacamry.Firstly,thedesignadoptsthesmallerMcPhersonsuspension,whichisbasedonthefrontwheeldriveofthecar.First,wecalculatethedeflectionandstiffnessofsuspensionframe.Thenthevariousdimensionsofthespringarecalculatedandcalibrated,andtheshockabsorbersareselected.Accordingtothesettingparameters,thevariousparametersoftheswingarmareselected,andthedesignandspacearrangementofthejointandhorizontalstabilizerarefinallycarriedout.MaintechnologyistheapplicationofAutoCADsoftwaretodrawassemblydrawingsandpartofthefrontsuspensionmainpartsgraph,andthenthedesigntomakeuseofADAMSsoftwaresimulationtothedesignoftheconclusion.Keywords:McPhersonindependentsuspension;Designandsimulation.1绪论1.1本课题研究背景随着中国经济的蓬勃发展，从前在人们印象中高不可攀的汽车走进了千千万万户的家庭中。汽车的消费水平也是越来越高，在进口品牌国产化的潮流下，原本低端车的市场豪华品牌也在竞相争夺，各个价位可以选择的汽车让消费者挑花了眼。消费者对车型也有这越来越深入的了解，并不像从前只认大品牌，现在每个人都会反复对比各种车型，然后选择心目中最具有性价比的车型。悬架作为汽车中的一个重要组成部分对汽车的行驶或驾驶感受提高相当大。考虑到中国很多道路的路况并不理想很多消费者在试驾时都要求试一下车辆的避震性能是否优秀。所以各大汽车厂商度都在加大对悬架系统的研发。国产汽车只有拥有自主知识产权的车型或者核心技术，才能真正意义上的提高产品竞争力在国际贸易往来中能挺直腰杆。完善的汽车悬架系统能可以让乘客有很好的乘坐舒适性，同时汽车能精准的过弯转向，不仅让驾驶者有很好的驾驶乐趣，而且在一些紧急关6头也可以避免部分交通事故的发生。良好的吸振效果也可以缓和路面对零件产生的冲击降低故障率与维修成本。由此可以发现，优秀的悬架对于整辆车给驾驶者或者乘坐者的直观感受提升巨大。虽然目前汽车悬架不管国内外都已经可以做到相当先进，但无论什么结构与形式的悬架都有一定程度上的不足。探索是科技进步的阶梯，我们仍需要对其不断地研究。1.2悬架在国、内外的发展状况目前大多数家庭轿车采用的都是被动悬架。被动悬架的参数往往是根据设计者总结的经验和实验室内软件的优化设计等十分理想化的方式来确定。作为一系列复杂路况的综合体，被动悬架无法适应一些复杂的路况，减振的效果与其他相比较为一般。在利用了一系列方法比如车身高度调节和非线性刚度弹簧后有一定效果，但无法满足消费者的日益苛刻需求。人类对科技进步十分渴望，其实早在1973年，加州大学戴维斯分校的D.C.Karnopp和D.A.Crosby教授就提出过半主动悬架这个概念。半主动悬架包括无级（可调式）和有级（可切换式）两大类。有级式半主动悬架将阻尼分成几级，阻尼级由传感器信号自动选择也可以由驾驶员根据路况或者需求选择。半主动悬架结构并不复杂，工作时不需要消耗动力就可以大大改进悬架的性能，所以它有很大的潜力，在未来大面积推广使用也不是不可能。1954年GM公司Erspie-labrosse领先一个时代的提出了主动悬架这个概念。主动悬架在被动悬架的基础上，增加了可以控制阻尼和刚度的装置，让汽车悬架在任意路面上都能保持最佳的运行状态。20世纪80年代，各大汽车公司和厂家都开始研制开发主动悬架，其中包括日产、雪铁龙、采埃孚、德尔福、洛特斯等。汽车装备了主动悬架后不管是转向还是制动时车身保持水平都非常高。虽然主动悬架提出很早并有很多科研室进行开发，但由于一系列问题