越野车双横臂式独立悬架设计说明书

哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）-I-摘要双横臂式独立悬架是常见的悬架形式之一，在汽车领域有着广泛的应用，要求具有稳定的可靠性。其突出优点是在于设计的灵活性，可以通过合理选择空间导向杆系的接触点的位置及控制臂的长度，使得悬架具有合理的运动特性。本设计2.0L越野车车型进行双横臂式悬架的设计，利用平面作图法和平面解析法对悬架的上、下横臂的尺寸和空间布局进行设计，计算选用双同时减震器和螺旋弹簧匹配悬架系统，保证轮胎的几何定位参数在各种悬架的摆动情况下都符合汽车行驶的要求，反复核算以保证在各种形式条件下获得最佳平顺性和操作稳定性。关键字：双横臂式独立悬架；越野车；螺旋弹簧；双筒式减震器哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）-II-AbstractDoublewishboneindependentsuspensionisacommonformofsuspensionintheautomotivesectorhasawiderangeofapplications,requiresastablereliability.Advantageliesinitsoutstandingdesignflexibility,areasonablechoicebytheDepartmentofguidebarcontactpointlocationandthelengthofthecontrolarm,makingthesuspensionhasareasonableflowconditions.2.0LSUVmodelsthedesignofdoublewishbonesuspensiondesign,mappingmethodandtheplaneusingtheplaneanalyticalmethodthesuspensionoftheupperandlowerarmofthesizeandspatiallayoutdesign,calculationsalsousedouble-shockmatchingdeviceandthecoilspringsuspensionsystem,Geometricalignmentparameterstoensurethatthetireswinginavarietyofsuspensioncasesareinlinewiththerequirementsofautomobiledriving,repeatedinvariousformsofaccountingtoensurethebestundertheconditionsofsmoothnessandoperationalstability.Keywords:Doublewishboneindependentsuspension；off-roadvehicles；coilspring；double-barrelshockabsorber哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）-III-目录摘要…………………………………………………………………………………ⅠAbstract……………………………………………………………………………Ⅱ第1章绪论…………………………………………………………………………11.1课题研究的目的和意义…………………………………………………11.2要研究内容………………………………………………………………2第2章悬架…………………………………………………………………………32.1悬架的功用和组成………………………………………………………32.2汽车悬架的类型…………………………………………………………32.3双横臂独立悬架…………………………………………………………4第3章悬架主要参数的确定………………………………………………………63.1悬架静挠度………………………………………………………………63.2悬架的动挠度……………………………………………………………73.3悬架弹性特性……………………………………………………………73.4小结………………………………………………………………………7第4章独立悬架导向机构设计及强度校核………………………………………94.1设计要求…………………………………………………………………94.2导向机构的布置参数……………………………………………………94.2.1侧倾中心…………………………………………………………94.2.2纵倾中心…………………………………………………………94.3双横臂式独立悬架导向机构设计……………………………………104.3.1纵向平面内上、下横臂轴布置方案…………………………114.3.2横向平面内的上、下横臂的布局方案…………………………114.3.3水平面内上、下横臂轴的布置方案……………………………124.4悬架螺旋弹簧刚度及应力计算………………………………………134.4.1螺旋弹簧材料的选择……………………………………………144.4.2弹簧几何参数的计算……………………………………………154.4.3弹簧的校核………………………………………………………174.5小结……………………………………………………………………17第5章减振器机构类型及主要参数的选择计算…………………………………185.1分类……………………………………………………………………185.2相对阻尼系数…………………………………………………………18哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）-IV-5.3减振器阻尼系数的确定………………………………………………205.4最大卸荷力的确定……………………………………………………215.5简式减振器工作缸直径D的确定……………………………………215.6小结……………………………………………………………………21第6章CATIAV5三维建模………………………………………………………226.1关于CATIAV5…………………………………………………………226.2CATIA应用现状………………………………………………………22结论……………………………………………………………………………27致谢……………………………………………………………………………28参考文献……………………………………………………………………………29附录……………………………………………………………………………30哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）-1-第1章绪论1.1课题研究的目的和意义当代汽车工业已成为国民经的支柱产业之一，其发展水平反映了一个国家工业技术的综合水平，而且是否具有独自的开发技术关乎一个民族汽车工业的生死存亡。现阶段，越来越多的企业把自主的开发能力，独立的设计能力当作自己发展战略中的重要一环，并且体会到这一过程艰巨，需选择适当的技术切入点逐步的积累和提升。其中，现在各类汽车广泛采用弹性元件，尤其作为越野车对悬架的要求十分的高，因其更整车性能密切相关，针对悬架系统的结构和性能的开发越来越成为汽车整车开发的焦点，悬架系统是自主开发的能力不得不考虑的开发的关键点之一。随着中国经济社会不断的发展以及人们生活水平夫人不断提高，汽车已成为们日常生活中不可或缺的交通工具。人们在不断提高经济性和动力性指标的情况下，更加注重了对整车的操控性性能的要求。这性要求不但体现在轿车上还体现越野车也逐步体现开始提出在整车操控性上稳定性评价体系。悬架系统直接影响汽车的操控稳定性及平顺性，因此的研究已成为汽车工作者日益关注的问题和工作重点[6]。悬挂的构件虽然简单但参数的确定却相当的复杂，厂家不但要考虑汽车的舒适性，操控稳定性还要考虑到成本问题。基于这三个问题不同厂家有不同的倾向性策略,也就产生了国内现在比较常见的五种悬挂：麦弗逊式独立悬挂、双叉臂式独立悬挂、单纵臂扭杆梁式半独立悬挂、双横臂式独立悬挂、多连杆式独立悬挂。悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轮弹性地连接起来。悬架需要传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，缓和路面传给车身的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，使汽车获得高速的行驶能力和理想的运动特性,所以悬架对于整车的意义重大。鉴于悬架设计在汽车特别是在轿车总成开发中的重要地位，越野车必需重视悬架总成的设计开发。由于悬架本身的性能特点与整车的匹配关系等直接决定了汽车的行驶平顺性、操纵稳定性和乘坐舒适性，进而影响着整车的档次和价格。因此，对悬架的研究有着重要的实用意义。本论文是基于某2.0L型车的改型总体方案要求进行的，与生产实际结合较紧密。通过对悬架系统中重要零部件的设计、计算和校核；各定位参数涵义及其对整车动力学性能影响的分析，初步达到介绍悬架设计全过程目的，具有很强的操作性，能够为生产提供一定意义上的指导。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）-2-1.2主要研究课题、方法、内容1.2.1课题来源及要求本课题来源于生产实际，要求根据2.0L越野车的改型总体方案要求，针对其前独立悬架进行重新设计。在此设计中需要完成悬架中关键零部件的设计计算和校核、减振器的选型、导向机构的分析、CATIA三维建模等。另外，设计还需包括悬架系统部分零件的CAD装配图和CATIA三维装配图的绘制。本设计从生产实际中来，因此，设计的方法和结果应对生产实际具有一定的指导作用。1.2.2研究方法在设计时首先考虑改型车的总体方案要求，根据汽车的总体空间结构对悬架结构布局进行设计。接着，根据悬架总体方案，进行悬架系统各零部件的设计计算，在计算时应重点计算对悬架整体性能影响较大的零部件如：螺旋弹簧、上横臂、下横臂、减振器等。最后，对关键零件进行强度校核.1.2.3研究的主要内容本文的研究对象是的前悬架，通过对悬架弹性元件的计算、分析，导向机构的核算和校核，可以验证悬架中关键零部件的可行性，掌握悬架的适用范围和使用条件，计算整车的行驶平顺性和操纵稳定性。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）-3-第2章悬架2.1悬架的功用和组成悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轮弹性地连接起来。悬架需要传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，缓和路面传给车身的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证保证汽车的行驶平顺性；保证车轮在路面不平在和载荷变化是有理想的运动特性，使汽车获得高速的行驶能力和理想的运动特性。汽车悬架的功用总结如下：①抑制、缓和由不平路面引起的振动和冲击；②传递汽车垂直力以外，还传递其它个方向的力和力矩；③保证车轮和车身（或车架）之间有确定的运动关系，使汽车具有良好的驾驶性能。汽车悬架是车架（或车身）与车桥（或车轮）之间弹性连接的部件。汽车悬架主要由弹性元件、减振器和导向机构三个基本部分组成。此外还包括一些特殊功能的部件，如稳定器和缓冲块等。现代汽车还采用了控制机构，形成可控式悬架，如半主动悬架和全主动悬架等。弹性元件使车架（或车身）与车桥（或车轮）之间实现弹性连接，用来承受并传递垂直载荷，缓和不平路面、紧急制动、加速和转弯引起的冲击。减振器用来衰减由于弹性系统受到冲击后引起的振动。导向机构是用来使车轮(特别是转向轮)按一定运动轨迹相对于车身运动。同时以上三者兼有传递力的作用。若钢板弹簧作为弹性元件时，它本身兼有导向作用，可不另设导向机构。在多数的轿车和客车上，为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜，在悬架中还设有辅助弹性元件—横向稳定器，用以提高侧倾的刚度，使汽车具有不足转向特性，改善汽车的操纵稳定性和行驶的平顺性。要保持车身自然振动频率不变或变化很小，在汽车空载到满载的范围内变化，就需要将悬架刚度做成可变的。如悬架中的有些弹性元件本身的刚度就是可变的，例如气体弹簧；有些弹性元件的刚度虽是不变的，但如果其结构中采取某些措施，也可使整个悬架具有可变的刚度，例如渐变刚度钢板弹簧。这样就使汽车空车对悬架刚度小，而载荷增加时，悬架刚度随之增加。改善了汽车行驶时的平顺性。2.2汽车悬架的