毕业设计---汽车悬架模型机械部分设计.docVIP

目录 第1章 悬架概述 1 1.1悬架的构造 1 1.2悬架的分类 3 1.2.1非独立悬架与独立悬架 3 1.2.2电子控制悬架系统 4 第2章 车辆模型简化及分析 6 2.1路面不平度 6 2.2汽车振动的简化 6 2.3设计参数确定 10 2.4系统性能分析 11 2.4.1不舒适性参数 11 2.4.2轮胎动载荷 14 2.4.3悬架动行程 16 第3章 1/4悬架模型试验装置设计 20 3.1轮胎选择 20 3.2连接轴（杆）的设计 21 3.3弹簧的设计 24 3.4减振器设计 25 3.5导向件、导轨、质量块密封定位件及轮毂轴承设计 27 3.6总装模型 31 3.7悬挂质量和非悬挂质量的校核 32 第4章 关于本悬架模型的讨论 34 4.1悬架的振动试验 34 4.2悬架模型的改进（半主动悬架系统） 37 4.3半主动悬架控制策略 38 4.4磁流变减振器 39 4.4.1磁流变液 39 4.4.2磁流变减振器及应用展望 40 结束语 44 致谢 45 参考文献 46 第1章 悬架概述 1.1悬架的构造 悬架是车架（或车身）与车桥（车轮）之间的一切传力连接装置的总称，它的功能是 1）提供垂直柔度使车轮能在不平的路面上行使，并且使底盘对路面不平度隔振。 2）保持车轮相对于路面有合适的转向以及外倾姿势。 3）对轮胎产生的控制力作出反应——控制力包括纵向（加速和制动）力、侧向（转向）力、制动及驱动力矩。 4）阻止底盘侧倾。 5）保持车轮与路面在最小载荷变化下的接触。 现代汽车的悬架尽管有各种不同的结构形式，但一般都由弹性元件、减振器和导向机构三部分组成。 弹性元件：使车架（或车身）与车桥（或车轮）之间做弹性联系，缓和冲击，但弹性系统受到冲击后，将产生振动。 减振器：使弹性系统产生的振动迅速衰减，并控制在乘员感到舒适的范围。 导向机构：使车轮相对于车架和车身按一定的轨迹跳动，保证汽车的行驶、操纵稳定性。 这三个组成部分分别起着：缓冲，减振和导向的作用，然而三者共同的任务则是传力。 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。 为限制弹簧或悬架的的最大变形防止撞击车架或车身，还设有缓冲块。 但悬架只要满足上述功能要求，在结构上并非一定要设置上述单独的装置不可，有时一个元件它本身就具备多个功能，例如钢板弹簧，除了作为弹性元件起缓冲作用而外，当它在汽车上纵向安置，并且一端与车架作固定铰接连接时，还能起到传递各向力和力矩，以及决定车轮运动轨迹的作用，因而就没有必要在另行设置导向机构。此外，一般钢板弹簧是多片叠成的，它本身具有一定的减振能力，因而在对减振的要求不高时，在采用钢板弹簧作为弹性元件的悬架中，也可以不装减振器。 1．弹性元件； 2.纵向推力杆；3.减振器；4.横向稳定器；5.横向推力杆 图1.1汽车悬架结构示意图 由悬架刚度和悬架弹簧支撑的质量（悬挂质量）所决定的车身自然振动频率（或称振动系统的固有频率）是影响汽车的行驶平顺性的重要性能指标之一，人体所习惯的频率是步行身体上下运动的频率，约为1～1.6Hz。 车身自然振动频率应当尽可能地处于或接近这一频率范围。根据力学分析，如果将汽车看成一个在弹性悬架上作单自由度振动的质量，则悬架系统的自然振动频率（固有频率）为： 其中，——重力加速度； ——悬架垂直变形（挠度）； ——悬架悬挂质量； ()------悬架刚度（不一定等于弹性元件的刚度），是指使车轮中心相对车架和车身向上移动的单位距离（即使悬架产生单位垂直压缩变形）所需加于悬架上的垂直载荷。 由上式可见： （1）在悬架所受垂直载荷一定时，悬架刚度愈小，则汽车自然振动频率愈低。但悬架刚度愈小，在一定载荷下悬架垂直变形就愈大，这对于悬挂质量大的货车，在结构上难以保证。故实际上货车的车身自然振动频率往往偏高，而大大超过上述理想的频率范围。 （2）当悬架刚度一定时，悬挂质量愈大，则悬架垂直变形愈大，而自然振动频率愈低。故空车行驶时的车身自然振动频率要比满载行驶时的高。悬挂质量变化范围愈大，则频率变化范围也愈大。 为了使悬挂质量从相当于汽车空载到满载的范围内变化时，车身自然振动频率保持不变或变化很小，就需要将悬架的刚度做成可变的，即空车时悬架刚度小，而载荷增加时，悬架的刚度随之增加。 1.2悬架的分类 1.2.1非独立悬架与独立悬架 悬架可以分为两大类：非独立悬架和独立悬架。 非独立悬架的结构特点是两侧的车轮由一根整体式车桥相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架与车架(或车身)相连。 独立悬架则是每一侧的车轮单独地通过弹性悬架与车架(或车身)相连，两侧车轮可以单独跳动，互不影响。采用独立悬架时，车桥都做成断开的。