1、444主銷內傾角的優化23445輪距優化234.4.6各定位參數同時優化244.4.6.1前束優化后的圖形25446.2車輪外傾角優化后的圖形25446.3主銷后傾角優化后的圖形254.4.6.4主銷內傾角優化后的圖形254.4.6.5輪距變化優化后的圖形264.4.6.6各參數優化前后的數值表264.4.6.7小結27結論27致謝27參考文獻27引言汽車懸架是汽車一個非常重要的部件。汽車懸架是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面傳給車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動，以保證汽車能平順地行駛。另外，懸架系統能配

2、合汽車的運動產生適當的反應，當汽車在不同路況作加速、制動、轉向等運動時，能提供足夠的安全性，保證操縱不失控。所以，懸架是汽車底盤中最重要、也是汽車改型設計中經常需要進行重新設計的部件。汽車行駛中路面的不平坦、凸起和凹坑使車身在車輪的垂直作用力下起伏波動，產生振動與沖擊；加減速及制動和轉彎使車身產生俯仰和側傾振動。這些振動與沖擊會嚴重影響車輛的平順性和操縱穩定性等重要性能。懸架作為上述各種力和力矩的傳動裝置，其傳遞特性能的好壞是影響汽車行駛平順性和操縱穩定性最重要、最直接的因素。只有當汽車底盤配備了性能優良的懸架，才會得到整車性能優良的汽車。懸架按照結構分大體可以分為獨立式懸架和非獨立式懸架。非

3、獨立懸架具有結構簡單、成本低、強度高、保養容易、行車中前輪定位變化小的優點，但由于其舒適性及操縱穩定性都較差，在現代轎車中基本上已不再使用，多用在貨車和大客車上。獨立懸架是每一側的車輪都是單獨地通過彈性懸架懸掛在車架或車身下面的。其優點是：質量輕，減少了車身受到的沖擊，并提高了車輪的地面附著力；可用剛度小的較軟彈簧，改善汽車的舒適性；可以使發動機位置降低，汽車重心也得到降低，從而提高汽車的行駛穩定性；左右車輪單獨跳動，互不相干，能減小車身的傾斜和震動。不過，獨立懸架存在著結構復雜、成本高、維修不便的缺點。現代轎車大都是采用獨立式懸架，按其結構形式的不同，獨立懸架又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式

4、、燭式以及麥弗遜式懸架等。麥弗遜懸架因為其結構簡單、制造成本低、節省空間方便發動機布置等優點被廣泛地運用。大到寶馬M3，保時捷911這類高性能車，小到菲亞特STILO福特FOCUS甚至國產的哈飛面包車前懸掛都是采用的麥弗遜式設計。當前，中國汽車企業大多側重于汽車整車的研發，而忽視了汽車主要零部件和相關配套產業的提供。然而從某種意義上講，整車對于汽車產業不是最重要的，最重要的還是汽車關鍵零部件的創新和發展。關鍵零部件的科技含量綜合體現汽車整車的創新能力和品牌建設能力。我國在底盤的集成設計及開發領域開發設計起步較晚，設計和制造水平遠遠落后于國外發達國家。國內大多數整車及零部件制造企業都沒有掌握懸架

5、系統的自主設計和開發技術，大多數為引進外國技術進行復制開發和生產，幾乎可以說國內企業的底盤技術基本上都是照搬過外的，沒有任何自己的技術。在現代的工程研究領域，計算機仿真己成為熱門研究課題。借助計算機的快速計算能力，人們不僅可以求出所需要的數值結果，還可以模擬出工程中的具體情況，以便人們可以直觀的進行分析研究，我們稱為計算機仿真技術。今天的機械系統仿真技術研究中，大多以多體系統理論作為研究上的理論基礎。計算多體系統動力學的產生極大地改變了傳統機構動力學分析的面貌，使工程師從傳統的手工計算中解放了出來，只需根據實際情況建立合適的模型，就可由計算機自動求解，并可提供豐富的結果分析和利用手段；對于原來

6、不可能求解或求解極為困難的大型復雜問題，現可利用計算機的強大計算功能順利求解；而且現在的動力學分析軟件提供了與其它工程輔助設計或分析軟件的強大接口功能，它與其它工程輔助設計和分析軟件一起提供了完整的計算機輔助工程（CAE技術。本文首先通過查閱相關資料以及到實驗室進行實地觀察以了解麥弗遜懸架的結構。以某實際車輛所給出的整車參數，運用傳統設計方法進行了麥弗遜懸架的結構設計，得出了懸架各主要部分螺旋彈簧以及減振器的基本參數。運用autocad軟件畫出了麥弗遜懸架的整套圖紙，對懸架的各細節部分作出了基本完善。在此基礎上，運用三維建模軟件proe畫出了麥弗遜懸架的整體結構。最后利用仿真軟件ADAMS對懸

7、架系統進行了仿真分析，接著對懸架系統中的有關安裝，長度，位置的16個參數（變量）進行了優化分析，使得懸架的各定位參數都能達到要求的范圍內。基本上完成了麥弗遜懸架的設計。通過本次研究，完成了麥弗遜懸架的繪制，建立了麥弗遜懸架的三維模型，能夠對建立起的系統進行仿真分析，能夠得出懸架各個參數對懸架性能的影響圖形。希望對麥弗遜懸架的設計方法是一個有益的探索。第一章麥弗遜懸架的結構設計1.1主要技術參數的選擇1:外形尺寸（mm）長寬高591心J1993X23752：軸距（mm）367010:排放依據標準GB17591-2005中國III階段GB3847-20053:前輪距(mm)171011:鋼板彈簧片

8、數（前/后）-/34:后輪距(mm)171612:整備質量（kg）27305:前懸/后懸（mm）100023513:驅動形式前置后驅6:軸荷（數目與軸數對應）（kg）1730/225014:最高車速(km/h)1307:軸數215:排放水平國III8:輪胎數416:防抱死制動系統ABS9:總質量（kg）398017:發動機型號25.生產企業17SOFIM8140.43S3南京依維柯汽車有限公司發動機分公司279892輪胎規格：21575R16LT21575R16CT1.2確定懸架剛度若不考慮輪胎和減震器的影響，則車身固有頻率nO,可按下式計算no二皿冗乜（HZ）式中clo固有角振動頻率，rad

9、/s；C-懸架剛度，N/m;M-簧載質量，kg。由實驗得知，為了保持汽車具有良好的平順性，車身振動的固有頻率應為人體所習慣的步行時身體上、下運動的頻率11.4H乙車身固有頻率no低于3HZ就可以保證人體最敏感的48HZ處于減振區。no值越低，車身加速度的均方根值越小。但在懸架設計時，no值不能選的太低，這主要是no值降低，懸架的動撓度fd就增大，在不知上若不能保證足夠大小的限位行程，就會使限位塊撞擊的概率增加。另外，no值選得過低，懸架設計不采取一定措施，就會增大制動“點頭”角和轉彎側傾角，使空、滿載時車身高度的變化過大。no值低于1HZ時，還會引起暈車的低頻振動能量增大。根據貨車固有頻率no

10、的實用范圍1.52H乙因為該車整備質量是2730kg，總質量是3980kg,加載到前懸架的質量是1186kg和2730kg，為了保證汽車能在兩個工況下no都能在實用范圍內，并且因為汽車經常是在靜撓度附近作小幅度的振動，故應將靜撓度副近的懸架剛度選得較低。這里選定懸架剛度c為80000N/m。1.3螺旋彈簧的結構設計1.3.1螺旋彈簧的工作條件。1. 若要求該車的車輪上下跳動的距離為70mm的話，根據計算匸mg/c=598*9.8/80000=0.07232m=72.32mm可知該彈簧一直工作在壓縮狀態O2最大工作負荷R=1005kg3.彈簧受動載荷的作用。1.3.2彈簧的結構、材料、加工為了保

11、證彈簧端部和彈簧座良好接觸。采用彈簧端部磨平的形式。彈簧選用II級精度，決定采用熱扎彈簧鋼60Si2MnA加熱成型，而后進行淬火，回火等處理。1.3.3彈簧直徑及鋼絲直徑當彈簧僅受軸向載荷丹=136匸9.8=13377因為T8RKC/(nd2)=t故d目1.6嚴5|式中T-彈簧的許用應力，查表得T=471MPaC-旋繞比，取C=6.5K-曲度系數,=1.23由此可得的L_j24.11mm取d=27.7mm因為CL，得D2=180D2-彈簧中徑1.3.4彈簧的工作圈數7600x27r7A4xnrGd4冃/8RD32=*5心1用*1妙寸=8.58G-剪切彈性模數為7600kgmm2P2-彈簧上跳至

12、頂點時的載荷取為最大載荷的1.8倍取n=91.3.5彈簧的剛度7600X9.8X27.7A4k=Gcf/8nD32=104.42N/mm1.3.6彈簧其他參數計算彈簧外徑D=D2+d=180+27.7=207.7彈簧內徑D1=D2-d=140-23=152.3總圈數N1=n+1/4+1=9+14+1=10.25圈節距t=(0.280.5)D2=0.3x180=54自由高度H0=pn+1.5d=42x9+1壬x27.7=419.6壓并咼度Hb=(m-0.5)d=(10.25-0.5產2717=27011螺旋導角u=arctan(p/nD2)=5.3展開長度L=nD2n1/cos=5820.71.

13、3.7彈簧的校驗壓縮螺旋彈簧軸向變形較大時，會產生側向彎曲而失去穩定性，特別是彈簧自由高度超過彈簧中徑的4倍時，更容易產生這種現象，因而設計時要進行穩定性計算。高徑比b=Fb/D2=419.6/180=2.33odeizhuxiaohouqingjiwcheluntiBOdongzhwiaohaLim叩ji曲oh陽Inn陽0(1叭-EBP)O5OU1O53.2.2.1.1.O00-05-1G0.0Anahrais:Les!Run-50.00.050.0100.0其中，紅線為優化前，藍線為優化后。可以看出，優化后的主銷后傾角整體向上移動了3.2。符合理想的主銷后傾角的變化范圍，310且取其較小值

14、。446.4主銷內傾角優化后的圖形：803.6-100.0An絢沁LastRun*zhuxiaoneiqingjirachetunliaMongzhuxison&iqmQiiaiachehinhaodk)ng-50.0D.O500MPRO_model.5.0UHI.0.5.0LD7.7.6.&5.4.10G0Leogth(mm)其中，藍線為優化前，紅線為優化后。可以看出，優化后的主銷后傾角整體向上移動了4左右。符合理想的主銷后傾角的變化范圍，713且取其較小值。4.4.6.5輪距優化后的圖形：iunjvbianhua.cRalLindcxtongiunjvbiHrihiiiichBlurrli

15、aDdangMPRO_mndel5CIO100.0Anatvsis:Lsst.Runi50.0ooLengrth(mm)1100.0其中，紅線為優化前，藍線為優化后。可以看出，優化前的輪距變化為1cm左右，優化后的輪距變化變為了5mm左右，對減小輪胎的磨損作用很大。446.6各參數優化前后的數值表變量優化前數值優化后數值ax242.58245.0ay778.05780.0az0.00.0bx165.0165.0by19.0940.0bz-117-300.0cx545.0800.0cy6.05.0cz-117.0-118.0dx172.0115.0dy-238.12-237.0dz0.0-57.0ex460.0700.0ey-260-257.0ez0.00.0exfanqxiang0.00.0446.7小結本章通過建立設計點，參數化模型的方法，運用ADAMS軟件中提供的三種優化方法對建立好的三維模型進行了優化分析。優化后的懸架各定位參數都能達到理想的變化范圍，對車輛的操縱穩定性、行駛平順性都將帶來很大的提高。達到了預期目的。結論全文總結本論文以某車輛實際給出的參數，首先運用傳統的設計方法計算設計出了該車的懸架結構。運用autocad軟件畫出了麥弗遜懸架的裝配圖和有關的零件圖，對懸架的結構進行了完善。接著運用平面圖給出的數據在proe