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1、机械传动 842008年文章编号:1004-2539(2008)01-0084-04麦弗逊式独立悬架运动分析1211时培成 陈黎卿 韦 山 王立涛(1安徽工程科技学院机械系, 安徽芜湖 241000)(2安徽农业大学工学院, 安徽合肥 230061)摘要 运用空间机构运动学方法建立某皮卡车麦弗逊式独立悬架的数学模型,给出其运动特性参数的计算方法。同时还应用ADAMS软件,建立同种悬架和转向系的多体运动学模型,对麦弗逊式悬架的运动进行仿真分析。采用两种方法计算、仿真
2、结果的一致性表明这两种方法都是分析麦弗逊式悬架运动特性行之有效的方法。且使悬架的设计计算更为简单、准确、清晰,在实际应用中提高了工作效率。关键词 麦弗逊式独立悬架 运动学 多体模型悬架各关键点及有关特性参数进行空间运动分析、计引言[5]算。麦弗逊式独立悬架具有结构简单、紧凑、占用空间1.2 导向机构各点坐标计算少等特点,已经成为汽车上广泛采用的一种悬架结构1.2.1C点坐标计算形式。其运动特性关系到汽车操纵稳定性、舒适性、转当车轮上下跳动时,摆臂CO上下摆动,以O为转向轻便性等性能。因此,对其运动情况进行
3、精确分析,动中心。轴线AB的方程可表示为可提高系统设计水平,提高整车性能。目前,对于其运x-xay-yaz-za==(1)动分析通常采用机构学理论中的矢量法、解析法等方xb-xayb-yazb-za[1][2][3]23垂直AB过点C的平面方程为法,采用这些方法分析计算有一定的难度,且误差较大。x-xc+A1(y-yc)+B1(z-zc)=0(2)本文首先应用空间机构运动学方法,给出某客货yb-yazb-za式中,A1=;B1=。两用皮卡车麦弗逊式独立悬架运动特性的计算方法,xb-xaxb-xa解方程(1
4、)和(2)可得O(xO,yO,zO)的坐标为并基于VC++6.0软件开发通用程序,进行运动特性计算分析。而后采用机械系统动力学仿真分析软件xO=t1+xaADAMS,建立同种悬架和转向系统的多体运动学模yO=A1t1+ya(3)型,对悬架参数随车轮跳动行程的变化关系进行动态zO=B1t1+za仿真,并将仿真结果与通用程序的计算结果相比较。xc-xa+A1(yc-ya)+B1(zc-za)式中,t1=22。结果表明这两种方法都是正确、可靠的。1+A1+B1悬架运动时C点以O点为圆心作摆动,其轨迹方1 麦式悬
5、架运动特性参数计算程为22221.1 数学模型的建立(x-xO)+(y-yO)+(z-zO)=L(4)麦式悬架结构简图如图1所示,坐标系与车辆坐x-xc+A1(y-yc)+B1(z-zc)=0[4]标系相同。图中G为车轮中心点,H为车轮接地式中,L=CO。点,C为下摆臂球铰点,D为悬架上端固定点球销中1.2.2E点坐标计算心,A、B为下摆臂前、后两铰点,F为减震器轴线与车在车轮跳动过程中,CD距离会发生变化,但EC[3]25轮轴线交点,P为主销轴线与车轮轴线在后视图上的的距离不变且运动中∠CED不变,如图
6、2所示。交点。D、M、A、B四点在运动过程中保持不变,其坐当C点运动到C″时,E点运动到E′点,令CE=l1,标可由设计图纸确定,即D(xd,yd,zd)、M(xm,ym,C′D=l2,则有zm)、A(xa,ya,za)、B(xb,yb,zb)、C点和E点的初始(x-x)2+(y-y)2+(z-z)2=l22(5)c′c′c′安装位置可由设计图纸确定为C(xc0,yc0,zc0);E(xe0,因为运动中∠CED不变,令∠CED=θ,则有222ye0,ze0)。以下根据空间机构运动学原理对麦式独立l1+ld
7、e′-2l1lde′cosθ=l2©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第32卷 第1期 麦弗逊式独立悬架运动分析 85解此方程可得不变,令CG=d7、EG=d8、GN=d9,有222(x-x)2+(y-y)2+(z-z)2=d92lde′=l1cosθ+l2-l1sinθnnn2222故有(
8、x-xc)+(y-yc)+(z-zc)=d7(11)2222(x-xe)+(y-ye)+(z-ze)=d8解此方程组可得G(xg,yg,zg)点坐标。1.2.6p点坐标计算因点p为主销轴线和车轮轴线在后视图上的投影交点,因此计算时将其投影到z-y平面,则p点的坐标可通过求解如下方程组解得。图1 麦弗逊式悬架空间拓扑图图2 减振器轴线空间位置图z=k1(y-yf)+zf(x-x)2+(y-y)2+(z-z)2=l22(12)dd
