悬架系统设计计算说明书

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1、1悬架概述及悬架方案选定1.1悬架的要求悬架的主要任务是传递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩，并且缓和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的震动，保证汽车行驶的平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特征；保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。悬架由弹性元件、导向装置、减震器、缓冲块和横向稳定器等组成。导向装置由导向杆系组成，用来决定车轮相对于车架（或车身）的运动特性，并传递出弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。当用纵置钢板弹簧弹性元件时，它兼起到导向装置的作用。缓冲块用来减轻车轴

2、对车架（或车身）的直接冲撞，防止弹性元件产生过大的变形。装有横向稳定器的汽车，能减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角所引起的震动[2]。在对此电动车的设计中，对其悬架提出的设计要求有：（1）保证汽车有良好的行驶平顺性[3]；（2）具有合适的衰减振动能力；（3）保证汽车具有良好的操纵稳定性；（4）汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾；转弯时车身侧倾角要合适；（5）有良好的隔声能力；（6）结构紧凑、占用空间尺寸要小；（7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩。1.2方案确定要正确的选择悬架方案和参数，在车轮上下跳动时，使主销的定位

3、角变化不大、车轮运动与导向机构运动压迫协调，避免前轮摆振；汽车转向时应使之稍有不足转向特性。此电动车悬架部分结构形式选定为：（1）前悬采用麦弗逊式（滑柱连杆式）独立悬架（2）后悬采用对称式钢板弹簧（无副簧）第22页共23页2悬架结构形式分析2.1悬架的分析悬架可分为非独立悬架和独立悬架两类。非独立悬架的结构特点是左右车轮用一跟整体轴连接，再经过悬架与车身（或车身）连接，如图3.1（a）所示；独立悬架的结构特点是左右车轮通过各自的悬架与车架（或车身）连接，如图3.1（b）所示[4]。图3.1悬架结构形式以纵置钢板弹簧为弹性元件兼做导向装

4、置的非独立悬架，其主要优点是结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。缺点是由于整车布置上的限制，钢板弹簧不可能有足够长度（特别是前悬架），使之刚度较大，所以汽车平顺性较差；簧下质量大；；在不平路面上行驶时，左右车轮相互影响，并使车轴（桥）和车身倾斜；当汽车直线行驶在凹凸不平的路面上时，由于左右两侧车轮反向跳动或只有一侧车轮跳动时，会产生不利的轴转向特性；汽车转弯行驶时，离心力也会产生不利的轴转向特性；车轴（桥）上方要求有与弹簧行程相适应的空间。这种悬架主要用在货车、大客车的前后悬架以及某些轿车的后悬架上。独立悬架的优点是：簧下质量小；

5、悬架占用的空间小；弹性元件只承受垂直力，所以可以用刚度小的弹簧，使车身振动频率降低，改善的汽车行驶的平顺性；由于可能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下降，又改善了汽车的行驶稳定性；左右车轮各自独立运动互不影响，可减少车身的震动和倾斜，同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力。独立悬架的缺点是结构复杂，成本较高，维修困难。这种悬架主要用于轿车和部分轻型货车、客车及越野车上。目前汽车的前后悬架采用的方案有：前轮和后轮均采用非独立悬架；前轮采用独立悬架，后轮采用非独立悬架；前后轮均采用独立悬架几种[4][5]。第22页共23页本设计

6、是电动车的悬架设计，故采用：（1）前悬：麦弗逊式（滑柱连杆式）独立悬架（2）后悬：对称式钢板弹簧（无副簧）（3）辅助元件：减震器、缓冲块奥迪100型轿车弗逊式前悬架通过减小悬架垂直刚度c，能降低车身震动固有频率n（n=/2π），达到改善汽车平顺性的目的。但因为悬架的侧倾角刚度和悬架垂直刚度c之间是正比例关系，所以减少垂直刚度c的同时使侧倾角刚度也减小，并使车厢侧倾角增加，结果车厢中的乘员会感到不舒服和降低了行车安全感。解决这一矛盾的主要方法是在汽车上设置横向稳定器。有了横向稳定器，就可以做到在不增大悬架垂直刚度c的条件下，增大悬架的侧

7、倾角刚度。2.2侧倾角的计算下面来计算电动车的侧倾角，从而来论证有没有必要来加横向稳定器[6]。（１）已知：钢板弹簧的中心距BS2=830mm第22页共23页　　后钢板弹簧的的刚度为C2=14.802N/mm满载整车总质量GS=580kg　　　满载时挂车重心高度h=350mm（１）计算悬架的侧倾角刚度：＝C1×Bs22/2[7]=14.802N/mm×(830mm)2/2=50985489N.mm当向心加速度时，将相应22.80702数代入上式，得：=3.56Deg满足不大于4o的要求，因此后悬架无需加装横向稳定器。2.3缓冲块的设计

8、缓冲块通常用如图3.2所示形状的橡胶制造。通过硫化将橡胶与钢板连为一体，再焊在钢板上的螺钉将缓冲块固定到车架（车身）或其他部位上，起到限制悬架最大行程的作用。图3.2缓冲块有些汽车装用多孔聚氨脂制成缓冲块。它兼有辅助弹性