课程设计-双横臂独立悬架

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1、汽车设计课程设计双横臂独立悬架—转向系统邢夏杰082168双横臂独立悬架-转向系统分析与设计汽车设计课程设计邢夏杰082168指导教师：王阳阳汽车设计课程设计双横臂独立悬架—转向系统邢夏杰082168目录一、设计任务11.问题描述12.设计内容23.设计条件2二、设计说明31.转向梯形设计31.1初选参数31.2优化参数31.2.1优化原理31.2.2优化结果51.3转向机构的优化参数52.悬架机构设计62.1悬架导向机构参数的确定62.1.1参数选取原则62.1.2初选参数62.1.3悬架系统运动学仿真72.1.4悬架系统优化分析102.1.5悬架导

2、向机构优化后参数112.2弹性元件的确定112.2.1弹性元件简介112.3减振器的确定122.3.1减振器简介122.4悬架零部件参数的确定（螺旋弹簧下置式）132.5悬架系统受力分析及悬架构件尺寸校核142.5.1车轮受到最大垂向及侧向作用力时的悬架系统受力分析142.5.2车轮受到最大纵向力作用时的悬架系统受力分析152.5.3上下摆臂强度校核16三、设计小结24参考资料24汽车设计课程设计双横臂独立悬架—转向系统邢夏杰082168双横臂独立悬架-转向系统的分析与设计（汽车设计课程设计）一、设计任务1.问题描述图1所示为汽车前轮采用的一种双横臂悬

3、架-转向系统机构示意图（简化），导向机构ABCD由上横臂AB、转向主销BC和下横臂CD及车架AD构成。其中，A、D分别为上、下横臂与车架联接的铰销中心（假定两铰销轴线均平行于车辆纵向），B、C分别为转向主销BC与上、下横臂联接的球铰中心。在车辆横向垂直平面内，上、下横臂相对水平面的摆角分别用φ、ψ表示，转向主销内倾角用b0表示。转向传动机构采用由齿轮-齿条转向器驱动的断开式转向梯形机构GFEE¢F¢G¢（F¢与F，G¢与G对称，图中省略）。其中，左轮转向梯形机构EFG由齿轮-齿条转向器输出齿条EE¢、左轮转向横拉杆EF、左轮转向节臂FG及车架构成。E、

4、E¢分别为转向器齿条上与左右转向横拉杆铰接的球铰中心，F为左轮转向横拉杆EF与左轮转向节臂FG铰接的球铰中心，G为左轮转向节臂FG与左轮转向主销BC连线的交点，且FG^BC。另外，车轮轴线KH与转向主销BC交于H，与车轮中心面交于J。图120汽车设计课程设计双横臂独立悬架—转向系统邢夏杰082168描述悬架ABCD导向机构运动学的机构几何参数主要有：上横臂杆长AB=h1，转向主销球铰中心距BC=h2，下横臂杆长CD=h3，上、下横臂的摆角、（横臂向外下倾时，取负值），转向主销内倾角b0。为简便计，不考虑主销后倾角的影响，并假设上、下横臂与车架铰接的轴线

5、均平行于车辆纵向，则图示导向机构ABCD的上、下横臂AB、CD和转向主销轴线BC将始终在过前轮轴线的汽车横向垂直平面内运动。在水平俯视图中，描述EFG左轮转向梯形机构运动学的机构几何参数主要有：EE’=L1，EF=L2，FG=L3，车架上齿条移动方向线EE’与前轮轴线的偏移距Y（轴线在前方时取正值），转向节臂FG相对于汽车纵向的安装角α0。另外，左右车轮的转向角分别用α、β表示。双横臂独立悬架系统的弹性元件可采用螺旋弹簧或扭杆弹簧，阻尼元件常用筒式减振器。根据整车结构布置，弹簧和阻尼元件通常安装于下横臂与车架（车身）之间，但也有安装于上横臂与车架（车身

6、）之间的情形。因此，导向机构各构件及各连接铰点的受力大小与方向，与弹簧元件的类型和安装位置密切相关。1.设计内容Ø导向机构和转向梯形机构的运动学设计Ø悬架弹性元件和阻尼元件的结构选型和参数计算Ø悬架导向机构的受力分析和主要承载构件的结构设计与强度核算2.设计条件整车几何参数前轮距Lfw轴距L前桥总成载荷Mf1200~1400mm2000~2500mm700~1000kg前轮轮胎外径2R轮胎宽度b520mm145mm导向机构几何参数（参考图1）（满载平衡位置）上横臂AB(h1)主销BC(h2)下横臂CD(h3)JH(Lw)BH160~200mm200~3

7、00mm330~380mm80~110mm90~150mm上横臂姿态角φ下横臂姿态角ψ转向主销内倾角β02º~6º2º~10º7º~10º转向机构几何参数（参考图1）EE¢(L1)EF(L2)FG(L3)YBG50~580mm180~500mm100~140mm-80~80mm80~130mm齿条左右移动行程(s)转向节臂安装角α0转向梯形最大压力角αmax±(50~70)mm175°~190°45°~50°20汽车设计课程设计双横臂独立悬架—转向系统邢夏杰082168一、设计说明1.转向梯形设计1.1初选参数根据设计条件，初选参数如下：整车几何参数前

8、轮距Lfw轴距L前桥总成载荷Mf1200mm2200mm800kg转向机构几何参数（参考图1）