机械毕业设计（论文）长城微型汽车车架与后悬架设计（全套图纸）

1、长城微型汽车设计（车架与后悬架设计）摘 要汽车的主要部分有车架，悬架等，整车的性能好不好和车架和悬架的好坏关系很大，尤其是对于乘车舒适性要求高的轿车更是如此。为了使汽车乘客具有良好的乘坐舒适性还有货物运载的安全性，必须保证汽车有良好的平顺性，良好的平顺性的汽车使用起来不仅仅省油，而且乘坐的感觉非常好，同时对于汽车的保养也是非常有利的，汽车的机器和零部件会更加耐用，从而也就间接的保证了乘客的安全 。所以，一辆好的汽车对于悬架的要求是非常高的。全套图纸，加153893706车架承受着整个车身的重量以及载荷，因此对于车架的设计影响着整辆车的承载能力。另外车架的尺寸也影响着汽车的转向能力，车架就像人体

2、的骨骼，是汽车存在的不可或缺的一部分，当然，随着汽车技术的发展，如今的承载式车身在功能上已经部分替代了传统的车架，但是，传统车架基于其具有足够的强度和刚度，同时有很好的使用寿命，依旧被大量使用。轿车设计中悬架多采用焊接方式，本次设计也采用了焊接连接的方法。悬架简单的说就是承受缓冲外来力的弹性部件，悬架的好坏事关整辆车的舒适性和平顺性。如今悬架已经向智能化发展，本次设计采用扭转梁式非独立悬架。本次设计后悬架弹性元件为对称式螺旋弹簧，减振器为液力筒双向作用式减振器；车架采用边梁式车架，结合设计要求和实际需要，本次设计采用焊接的方式进行车架纵横梁之间的连接。关键字：微型汽车,后悬架 , 周边式车架

3、, 平顺性 , 稳定性the great wall design of micro and subcompact cars (frame and rear suspension design) abstract the main part of the automobile chassis, suspension, etc., the vehicles performance is good and the stand or fall of the chassis and suspension relationship is very big, especially for the high

4、ride comfort requirements of cars.in order to make the car passengers has good ride comfort and the security of the cargo, must ensure that the car has good comfort, good ride comfort of vehicle fuel economy, not just to use this ride is very good, and at the same time for car maintenance is also ve

5、ry beneficial, auto machinery and spare parts will be more durable, thus indirectly ensure the safety of the passengers.so, a good car is very high to the requirement of suspension. the weight of the frame under the entire car and load, so for the frame design affects the bearing capacity of the who

6、le car.frame size also influences the cars steering ability, frame like a human skeleton, is that the car is an indispensable part of, of course, with the development of automobile technology, now the monocoque body has been partly replace the traditional frame on the function, however, the traditio

7、nal frame based on it has sufficient strength and rigidity, and at the same time have a good life.a good car is very high to the price.key words: mini cars, after the suspension, peripheral type frame, comfort and stability 前 言 进入21世纪，随着我国经济的高速发展，我国汽车行业也得到了跨越式的进步，不仅仅在整体汽车销量上得到了直线式飞跃，汽车的科研能力也取得了前所未有的

8、进步。目前，汽车设计，生产制造已经且正在为我国的gdp发挥着至关重要的作用，未来几十年的时间内，汽车产业仍会跟随着我国经济发展的步伐，为中国乃至全世界作出应有的贡献。 可是，一个不可回避的问题是，我国的汽车制造，设计，研发能力依旧不能跨入世界汽车强国的行列，因此，我们应该更加重视汽车技术的进步，而不仅仅追求产量和销量，长此以往，将严重影响我国汽车产业的发展；对于我们开出中国，跑向世界的伟大目标的完成是非常不利的。 本次课程设计的目的，就是为了激发我们在汽车零部件和总成设计方面的潜力。本篇论文全面而系统的阐述了微型汽车后悬架和车架的结构以及工作原理，是对我大学三年理论知识学习的一次总结和测试，通

9、过此次设计，我将会对汽车悬架和车架有一个更加全面而深刻的理解。 本篇论文是在高建平老师的指导下编写而成的。这篇论文在编写的时候，共参考了二十余篇国内外关于机械设计、汽车设计方面的国内外文献，同时也得到了郗建国老师的诸多帮助和建议，另外还有同专业同学的指正，在此一并感谢！最后诚切希望答辩老师和阅读本篇论文的同学提出批评和指正 目 录第1章 绪论11.1 悬架的重要性11.2 悬架的主要作用11.3 悬架的设计要求21.4悬架系统研究与设计的领域2第2章 汽车悬架综述.42.1悬架构成42.2悬架设计要求4第3章 悬架对汽车性能的影响.53.1悬架对汽车平顺性的影响63.1.1悬架弹性特性对汽车行

10、驶平顺性的影响73.1.2悬架系统中阻尼对汽车行驶平顺性的影响83.1.3非簧载质量对汽车行驶平顺性的影响93.1.4改善平顺性的主要措施93.2 悬架与汽车的操纵稳定性9第4章 悬架主要参数确定.124.1悬架静挠度124.2悬架的动挠度fd134.3悬架刚度计算13第5章 悬架主要零件设计.145.1螺旋弹簧的设计145.1.1 螺旋弹簧刚度145.1.2 弹簧钢丝直径d的计算145.1.3 弹簧的校核 145.2减振器的设计155.2.1减振器的结构155.2.2 减振器的工作原理155.2.3相对阻尼系数的确定165.2.4 减振器阻尼系数的确定165.2.5 减振器最大卸荷力f0的确

11、定175.2.6 减振器工作缸直径d 的确定17第6章 悬架主要参数设计.196.1前束角196.2主销偏移距196.3车轮外倾角20第7章 汽车悬架设计.217.1 总体结构217.1.1 方案选择217.1.2 设计要求217.2 纵梁的确定217.3 横梁的确定227.4 纵梁与横梁的连接22第8章 车架设计计算.2381车架弯曲强度计算238.1.1 受力分析238.1.2 弯矩的计算238.1.3 强度验算25第9章 结论.28参考文献29 第1章 绪论1.1 悬架的重要性 现代汽车不仅仅是作为一个跑的更快的马车来使用，已经成为了人们生活的一部分，人们愈来愈对汽车提出更高的要求，像安

12、全性，驾驶平顺性，行驶稳定性等性能都需要有巨大的改观。而车身的固有又与悬架的特切相关。 图1-1 扭转梁后悬架 1.2 悬架的主要作用悬架是用来把作用在轮胎和车身的所有力和，像支撑力、驱动力等等，并缓和由路面颠簸导致传给车身的、衰若由它导致的振动悬架设计的终极目的是让驾驶员开着舒服，乘客乘坐舒适；确保汽车操纵稳定从使汽车能够高速运动。悬架是有弹性的，所以颠簸行驶会产生垂直方向振动.悬架上应该装有减振器，使汽车振动的振幅慢慢减弱。1.3 悬架的设计要求 为了使汽车拥有平顺性，那与构成的振动系统跳动频率必须在有恰当的变化区间。乘用车的要求是：前悬架固有频率应该比后悬架的固有频率低一点，还要尽可能的

13、避免到车架同时还要保证变化时，车身高度的变化要非常小，所以，我们设计使用非线性弹性特性悬架。为了确保车轮在上下蹦动的时候，各个参数角基本不变，各个机构要一致。我们必须在设计时确定出合适的悬架类型和相关的参数，从而保证汽车前轮不会发生摆振，还要确保汽车转时弯，具有不足转弯特性。悬架还应具有一下几种作用： 1使汽车有良好的。 2使悬架本身有一定的衰弱振动的本领。 3使汽车应当具有良好的。 4汽车在刹车或提速时，车身必须要稳，汽车必须倾斜轻微。 5良好的隔绝噪声的能力。 6悬架布置应当紧凑、尽量少的占用空间。 7车身的所有力或者，都要能够有效的传递同时还要保证有足够的工作强度。1.4悬架系统研究与设

14、计的领域汽车悬架系统的研究与设计目的是：使汽车得到更好的驾驶和乘坐体验。汽车设计的范围包括两大块：一是影响对汽车的特性，第二个就是影响稳定性因素。前者受限于弹簧和减震器，因此应对这两个远见展开设计，设计时应当将轮胎、悬架、簧载质量等看作一个整体对象进行设计，由于它的重点是在路面的的作用下，影响汽车平稳的力学特性，悬架系统研究就是考虑这样的问题。后面的就是研究导向的部分了，当轮子跟车身运动不一致，它就起到了约束限制的作用，这就要涉及到一些参数的变化。悬架的运动学研究就是这样来的。考虑了弹性衬套这些东西对悬架性能的影响，那么悬架运动学就可以理解为它的弹性运动学。对于悬架的研究就是这两部分了。 第2

15、章 汽车悬架综述2.1悬架构成 大部分悬架是由以下三大块组成的：减震器，弹性元件，导向机构。这三部分是必不可少的。弹性元件收到地面的颠簸后会一直不停的振动，减震器的功能就是来让振动停下来；而导向机构就是为了确保轮子按照操作指示保证整车各部分运动一致。当然现代汽车悬架大部分都还安装有横向稳定器和缓冲块。下面就对横向稳定器做一定的介绍。 横向稳定器，顾名思义，它实际上就是为了防止转弯行驶时车身出现严重倾斜。在现代大部分车上都装的有横向稳定器，它虽然只是一个辅助性的构件，但是它在保证整辆车的稳定行驶方面发挥的作用，却是不容忽视的，它是一根u形的杆，为了能够发挥作用，它的两端是跟车轮固定在一起的，这样

16、就能在有大的侧向力时，杆的拉力来抵掉部分侧向力。当其中一侧的车轮相对于车身的位移跟另外一侧相比发生变化时，它的刚性就承受拉力，阻止倾斜。如果没有安装横向稳定器，在遇到高一点的阻碍物时，轮胎会剧烈跳动，但是安装了横向稳定器的汽车，就能够有效的降低跳动的幅度，更加平稳。2.2悬架设计要求 1、通过合理设计确保高速行驶不会产生剧烈振动，并且能够防止悬架的压缩伸张极限点发生，也要确保轮胎能够足够的与地面接触。 2、合理设计悬架结构，保证整辆车各部分之间力和力矩可靠传递。 3、导向机构与转向杆系要能够运动同步，防止彼此干扰对方， 4、无论是侧倾还是纵倾，在发生倾斜时，他们的中心位置都必须恰到好处，汽车在

17、转弯时，本身应当具有阻止发生侧倾的能力，汽车刹车或者提速时能保证不发生剧烈耸动，以免汽车在刹动或者提速时的车身出现纵向倾斜. 5、质量要小，特别是那些的重量要求更高。 6、便于布置。 7、每个部分都应该刚度足够，能够达到要求的使用年限。 8、制造成本低，能多便宜就多便宜。 9、便于拆卸、安装，保养。 第3章 悬架对汽车性能的影响悬架型式的选择、导向杆系的安装方式两外还有相关参数的设计对汽车性能都有很大的影响，况且，我们要知道的是，这种影响不是互不相干的，三者之间彼此联系，密切相关。因此我们应该从不同方面，全方位去分析它们对汽车各种性能指标的影响。3.1悬架对汽车平顺性的影响为了使汽车乘客具有良

18、好的乘坐舒适性还有货物运载的安全性，必须保证汽车有良好的平顺性，良好的评述性的汽车使用起来不仅仅省油，而且乘坐的感觉非常好，同时对于汽车的保养也是非常有利的，汽车的机器和零部件会更加耐用，从而也就间接的保证了乘客的安全。 评价汽车平顺性的标准有很多，最初仅仅依靠乘客的舒适感觉来判断，以此来进行悬架的改进设计，随着计算机技术的发展，结合函数，慢慢衍生了多种分析标准，而现在国际标准iso2316来评价，他用人体承受的敏感频率极限值与汽车悬架震动的加速度平方根值进行加权比较，在垂直震动的评价中，由于人体对于37hz的频率最敏感，所欲对于垂直振动的界限值是很低的。路面是否颠簸是客观无法判断的，因此，车

19、身的值，是取决于车身加速度z对于路面不平的的幅频特性，他们的关系可以用下图来表示。 图3-1幅频特性曲线 3.1.1悬架弹性特性对汽车行驶平顺性的影响 如果把轮胎对振动频率的影响和减震器对于此的影响则车身固有频率n0=0/2=1/2*c/m (3-1)其中0表示固有的角振动频率，c表示悬架的刚度，m代表选载质量。 图3-2 悬架的弹性特性对于线性弹性特性的汽车悬架，其车身振动的频率在使用并不是一成不变的也就是说，悬架的固有频率会随着外界条件的变化而出现相应的，有些载货汽车，后悬架载荷浮动范围非常大，那么理所应当它的固有频率相应的会出现大的变化范围，这就会出现汽车平顺性非常差的现象。a线性弹性弹

20、性 b非线性弹性特性 有些悬架的刚度是可以随着外在在河的变化而变化的，这样的被称作非线性，常常也被专业人士叫作变刚度悬架。这样的悬架可以是汽车的振动频率不随着载重量也即是乘客数量和重量的改变而改变的，它的主要原理是悬架刚度是可以改变的，装有这种悬架的汽车，一般都具有非常好的行驶平顺性从图中表现出来就是，图形中的每个点都符合下面的公式 p/cm=f=fc=常数 (3-5) 在这这个表达式中p代表图形中任意一点的载荷大小 cm则表示任意一点悬架的刚度值f表示悬架的折算静挠度 fc表示在静载荷条件下，能够使汽车获得要的的悬架静挠度。 由于cm=dp/df可以推导出dp/p=df/f对上式进行积分得到

21、lnp=f/fc+a当f=fc时，可以推导出a=lnpc-1所以p=pc 上面的分析只是理论上存在，而现实设计中几乎是不可能达到的理想标准，因为要想让汽车悬架的频率在载荷不断变化的情况下使刚度发生相应的调整以保证固有频率不变，这在现实生活中是不可能实现的。3.1.2悬架系统中的阻尼对汽车行驶平顺性的影响 阻尼系数的确定是根据减震器来确定的，因为减震器的作用就是使振动衰弱。然而在选取阻尼系数时，一定要根据不同的车型进行确定。 图3-3，减震器阻尼作用上图是减震器阻尼对振动的衰减示意图，这张图直观的表现出了震动的衰减过程，汽车在颠簸的路面上运动时，由于轮胎与地面接触滚动导致振动，振动有车轮传到车架

22、，再传到车身，进而使乘客舒适性降低，为了改变这种情况，必须在悬架这里做文章，减震器就出现了，减震器的阻尼作用使车身的垂直振动所引起的加和方向振动的振迅速减弱，从而削弱振动。因此，悬架系统应具有适当的阻尼。 3.1.3非簧载质量对汽车行驶平顺性的影响 所谓簧载弹簧质量与非簧载弹簧质量，其实其区别在于各自的总成是否由悬架支撑。经过推证，如果减小非质量，使簧量与非的比值变大，可以减小汽车高速运行或者在不平路面上行驶时车轮离开地面的可能性。因此，在悬架设计时，为提高汽车行驶平顺性，尤其是中高级轿车，常常采用非较小的独立悬架。而我们本次的设计考虑到设计要求及经济成本采取了非独立悬架。 3.1.4改善平顺

23、性的主要措施 (1) 增加悬架的静挠度，也就是说让悬架的固有频率减小。使其频率接近人体所习惯的走路时的身体运动的频率。 (2) 减少悬挂质量。由前文所阐述的频率公式我们可以知道，当减少了悬挂质量时，非悬挂质量必然增加，与此汽车固有频率就就会相应的减小，从而使频率接近人在走路时身体的运动频率。 (3)保证悬架有适当的阻尼。这样子减震器可以迅速减弱地面反馈回来的振动，使汽车振动得到衰减。3.2 悬架与汽车的操纵稳定性 所谓操纵稳定性，顾名思义，指的就是驾驶员在开车时汽车能够按照驾驶员的操作按一定的方向，保持稳定行驶的特性。具体分析起来的话，这种特性是受好多参数影响和决定的。由于篇幅的要求，在这里主

24、要对侧倾角刚度进行介绍，其他的就不一一赘述了。悬架的侧倾角刚度就是说汽车发生倾斜时，悬架提供给车身的弹性恢复力偶矩。为了保证在转弯时车辆的行驶稳定性，悬架必须能够提供足够的弹性恢复力偶矩，这样才不至于车身的侧倾角过大。车身上一侧受到的弹性恢复力，可以等价于弹簧上端固定于车身，下端固定于轮胎接地点并且垂直于地面来分析，具有悬架线刚度的螺旋弹簧施加于车身的弹性力。这个相当的弹簧称为等效弹簧。在计算侧倾角刚度时，设计人员一般都采用等效弹簧这个概念来计算。 图3-6由上图可以看出，当汽车出现轻微侧斜时，等效弹簧的变形量是bdr/2,所以恢复力偶矩dt=。悬架侧倾角刚度就可以表示为k=0.5k1b2上面

25、的表达式中k表示悬架的线刚度，b表示轮距一般汽车前悬架侧倾角刚度在3001200之间，后悬架则在180700之间 接下来我们分析一下侧倾时垂直载荷对于汽车侧偏特性的影响。正常状态下，车身两边的的竖直载荷大约应该差不多的。但曲线行驶时的垂直反力是汽车非运动情况下的垂直反力由和侧倾引起的垂直反力变动量之和。这就会使车轮垂直载荷两个车轮上呈现分布的不均匀，这样汽车就导致了侧偏特性的变化，从汽车稳态也会出现改变。更有甚者，有的汽车甚至会发生不足转向向过多转向的变化。 垂直载荷的变化对轮胎侧偏特性有显著影响。如下图所示 图3-7 垂直载荷对轮胎侧偏特性的影响 有图我们容易看出，随着垂直载荷的逐渐增大，悬

26、架的垂直载荷的增加而不断加大，但是当载荷超过一定值时，轮胎与地面相接触的地方受力并不是均匀分布的，反过来倒使轮胎的侧偏刚度减小。 图3-8 侧偏刚度与垂直载荷的关系 由上面的图我们能够分析出，平均侧偏刚度k0就是梯形abcd中线ef的高度。 因此，当有侧向力作用时，汽车会通过增加不足转向量，来克服由车轮垂直载荷变动量大所引起的侧偏刚度过大，所以汽车一般应当有正确的不足转向的性。 第4章 悬架主要参数的确定4.1悬架静挠度 悬架静挠度就是说汽车装满载且不动时汽车的装载质量与悬架自身刚度的比值，即fc=fw/c由前文我们已经知道，汽车前后悬架与其组成的振动的，是影响汽车的一个重要参数。而随着汽车科

27、技的进步现代汽车的前后轴的承载分配已经近似为1，这样看来，汽车前、后轴上方车身各自的振动已经互相没有关联。鉴于此，汽车前后两个部分的自身固有的频率，即偏频，我们一般用下面的公式来计算： 其中c1，c2分别代表前后悬架的刚度，m1，m2为簧上质量。前后悬架的静挠度可用下面的式子表示：fc1=m1g/c1 ；fc2=m2g/c2 （4-2） 由上面两个式子得到： n1=5/fc1 n2=5/fc2 分析这个式子知道，悬架的静挠度影响着车身的偏频，所以想要汽车行驶平稳，一定要保证汽车有正确的静挠度。与此同时考虑到坐在轿车后排的人员的舒适感，在汽车设计时，我们通常将后悬架偏频设计的要比前悬架的低一些。

28、 一个不理自白的道理，对于用途不同的汽车，对平顺性要求也是不一样的。承载人的车要比承载货物的车队平顺性的要求高，而小轿车对平顺性的要求又高于客车。通常情况下，对于一般的家用轿车来说，在满载的情况下，对前悬架偏频设计通常取值在1.001.5hz范围之间，对后悬架偏频设计通常取之1.171.57h范围间。同样，不同的轿车级别对于悬架频率的取值范围的要求也是不一样的 况下，对前悬架偏频要求甚至达到0.801.14hz之间，后悬架则要求在0.981.31hz之间。这也就不免看出高级轿车的舒适性所在了，相比之下，货车满载时，对于前后悬架的要求则低了很多，一般情况下，前悬架偏频要求在1.52.12hz之间

29、,后悬架则要求在1.712.18hz之间。选定偏频以后我们再利用公式n=5/f1/2可以计算出悬架的静挠度f。 147.93mm4.2悬架的动挠度fd 悬架的动挠度定义：从汽车装满东西且从静止不动开始悬架一直弯曲变形直到设计时所允许的最大弯曲程度，一般都用缓冲块压缩变形致使其长度变为原来的一半或者三分之二的时候，车轮的几何中心点相对于车架或着车身的竖直位移。在汽车设计时为防止在不平路面上运动时车身不至于与碰撞快发生冲撞，应保证悬架有足够大的动挠度。对于轿车，通畅动挠度取7090mm,对大客车而言动挠度应设计在50-80mm范围内,对货车则取在60-90mm范围内。又因为悬架的动挠度fd=0.5

30、0.7fc，我们取fd=0.5fc=0.5x147.93=73.97mm有经验知道，对于一般轿车静动两者加一块应该大于160mm。这样子fc+fd=147.93+73.97=221.9mm大于160，满足设计条件。4.3悬架刚度计算 已知整车装备质量m=800kg,总质量ma=1100kg。满载状态下，后轴荷mcr=45%*1100=495kg空载状态下，后轴荷mr=45%*800=360kg减震器与竖直方向夹角取十五度所以，后悬架满载刚度c=mcr*g*cos15/104=46.48n/mm空载刚度cs=mr*g*cos15/104=33.8n/mm第5章 悬架主要零件设计5.1螺旋弹簧的设

31、计 5.1.1 螺旋弹簧刚度 因为悬架导向刚度的原因，悬架刚度与弹簧刚度两者并不相同，而两者的不簧自己在单时所需要的力。 5.1.2 弹簧钢丝直径d的计算 根据下面的公式 cs=gd4/(8dm3i)该公式中i表示弹簧工作圈数；g表示弹簧的弹性模量；dm表示弹簧的中径，我们暂取130mm。把各个参数代入进去求得d=16.18mm，圆整的d=17mm，倒推求得外径d=146mm，i=9。5.1.3 弹簧的校核 1，弹簧刚度校核 计算可以用下面的算式计算：cs=gd4/(8dm3i)代上面算出的数据可得弹簧钢度为41.18n/mm综上所述：我们所选择的弹簧是符合设计刚度要求的。 2，弹簧表面剪切应

32、力的校核 弹簧在受力时，弹簧的剪切面会受到剪切压缩，而抵抗这种剪切压缩的应力称作弹簧钢丝表面的剪应力，经过推导，我们可以用下面的公式来表示弹簧剪切应力：. 公式中c代表旋绕比，c=dm/d k= 计算得 c=dm/d=130/17=7.65 k=(4*7.65-1)/(4*7.65-4)+0.615/7.65=1.19 p=360*9.8*cos15=3515.75n弹簧剪切力=8*3515.75*7.65*1.19/(3.14*17*17)=282.16mpa查表可知=635mpa，故，弹簧满足要求。 综上，最终：弹簧钢丝直径d=17mm，弹簧外径d=146m。弹簧有效工作圈数n=9。 5.

33、2减振器的设计 5.2.1减振器的结构 下图所示为双向作用筒式液压减振器基本结构示意图: 图7-31.活塞杆 2.缸筒 3.活塞 4.复位阀 5.贮油缸筒 6.压缩阀 7.补偿阀5.2.2 减振器的工作原理 减振器往复运动，减振器壳内重复不间断地从一个内便形成对的阻尼力，转化为能，而被减振，然后散到中。直白的讲，减振器将ek转化为能。5.2.3相对阻尼系数的确定 相对阻尼系数是不同于前文所述的阻尼系数的，我们知道，当减振器的阻尼相同的。越大，那么振动就会以越快的速度衰弱，与之相对应的同时车身所承受的路面反馈的作用力也会相应的增大，值小，则振动衰弱速度变慢，而车身所承受的路面反馈的作用力就会相应

34、的减小。一般情形下，对于行程y 会取的小以些，伸张时的s则取得大一些。由以往的设计经验和统计数据可知，一般我们都选取y=0.250.5s较为合适。设计时，我们需要先选取两者的的平均值，而相对阻尼系数的选取也有两种情况，第一种情况是相对弹性元件的，这种我们通常取=0.250.35；第二种情况是有摩擦弹性元件的悬架，由于元件自身的摩擦阻尼作用，对有内摩擦的弹性元件悬架值设计时应取的小一些。为了防止在剧烈振动时悬架与车架相撞，根据经验通常取y=0.5s。 则s=0.4，y=0.2 5.2.4 减振器阻尼系数的确定理论上=2ms。而实际情况是，我们在计算阻尼系数时应根据减振器不同的布置方式来相应的进行

35、修正计算。如下图所示的形式，则其阻尼系数为2msb2/a2cos2 图5-2 减震器的安装 =2n 代入数据得=8.2hz 取a/b = 0.8 =10 由之前数据知簧上质量ms=247kg 代入数据得减振器的阻尼系数为=1895.9n s/m5.2.5 减振器最大卸荷力f0的确定为减小传到上的力，当减振器振动达到一时，减振器打开卸荷阀。此时的速度称为速度vx=a*a/b *cos 卸荷速度的取值范围通常是0.150.3m/s 上式中a代表车身振幅，根据经验取40 mm 代入数据计算可以算的vx=0.262m/s符合 vx取值范围要求。 根据伸张最大力公式f0=cvx计算最大卸荷力。c ：冲击

36、载荷系数，取1.5可得最大卸荷力f0=1.5*1895.9*0.262=745n 5.2.6 减振器工作缸直径d 的确定根据伸张行程的最大卸荷力f0计算工作缸直径d为 p表示工作缸许用压力，在3 4mpa 安全起见，取p=3mpa 直径与工作=0.40.5，取0.4。 代入计算得工作缸直径d=21.4mm 减震器直径有好几种。选取时按照标准选用按表5-1选择。 表5-1 减震器类型 综上所述，选择的减震器d=30mm，s=240mm，l=110mm。所以，压到底长度是lmin=350mm，最大长度lmax=590mm。根据上面表格，最终选取缸径44mm，缸壁2mm 第6章 悬架主要参数设计6.

37、1前束角 对于后轮来说，为了保证不足转向，多设计成弱正前束变化。但是为了防止上调幅度大时过量的正前束导致引起车辆偏摆所以对于前束角应加以控制。结合汽车设计经验和理论推导较为理想的前束角设计应该是时为0至-0.50/50 mm即变化，上跳时，0.30/50mm即弱正前束变化。而随着汽车科技的发展，现在好多汽车已经出现后轮前束角取为零。如果左右轮胎在平衡位置的前束角都设计为-0.10，那么当车轮从初始位置开始上跳时，两者变化基本上没有区别，都是呈较弱的负前束变化，基本上都能使汽车具有较好的直行稳定性和转向时的不足转向特性。可是随着车轮继续上跳二者则呈现了一定的正前束变，由于较大的正前束容易易引起车

38、辆偏摆，这对汽车的直线行驶稳定性和转向时的操纵性能都是有不利影响的，但是这造成的负面作用并不大，一般不考虑改变。在车轮下落的过程中,又呈现出了弱负前束变化,者是一个比较好的变化趋势,而且对于减小轮胎磨损是非常有利的。6.2主销偏移距 主销轴线上部分向里面斜时为正，相应向外面斜为负的延长线与地的接触处到车轮中心平面的距离。由于主销从而产生了主销偏移距，这使得直线行驶的稳定性得到了大大的改善，这也是在悬架设计时要求有一定的主销内倾角的一个非常重要的原因。主销偏移距的大小是跟其内倾角的大小变化相反的，这样就导致了汽车在转弯的时候，驾驶员转动转向器时会变得非常轻松，从而提高了驾驶员操纵转向器的轻便性，

39、与此同时也可使得从传到上的冲击力变得非常小，驾驶员不会感觉到冲击感，操作舒适性也就得到了大大提高。通常比较好的轮毂回正性和操作驾驶稳定性能，主销内倾角通常都尽量取大一点，这主要是考虑到两个方面的原因，一是良好的回正性能，另一个则是良好的稳定性能设计时范围一般在70130，在58之间居多，如果主销内倾角度太大，会出现增大轮胎磨损、操纵转向器转向时费力的结果。 6.3车轮外倾角车轮所在的平面与车辆纵向所在的垂直面的夹角被称之位车轮外倾角，外倾角有正有负，我们一般定义为当车轮的上部向外倾斜时车轮外倾角为正。 图6-1车轮外倾角随车轮运动的变化 由于与路面之间有它的存在，所以必然路面会产生力，而在行驶

40、过程中路面对车作用有外倾推力，侧向力与外倾推力合成形成车辆转向所必需的力。为了提高汽车专项性能，车轮对地面的倾角在车辆发生侧倾时最好不变。但是车辆在路面上行驶时，一定会由于路面颠簸从而引起车轮跳动导致外倾发生变化，这时就会会引发横向力，从而导致直行稳定性不好，这在汽车高速行驶时是非常有害的。 综合以上两点，车轮的外倾变化应在一个适当的范围内变化。一般情况下，我们要求车轮在上跳时向的方向变化（-2050/50mm较合适），下落时会向相反的方向变化。 第7章 车架的设计计算7.1 总体结构7.1.1 方案选择车架承受着整个车身的重量以及载荷，因此对于车架的设计影响着整辆车的承载能力。另外车架的尺寸

41、也影响着汽车的转向能力，车架就像人体的骨骼，是汽车存在的不可或缺的一部分，当然，随着汽车技术的发展，如今的承载式车身在功能上已经部分替代了传统的车架，但是，传统车架基于其具有足够的强度和刚度，同时有很好的使用寿命，依旧被大量使用。现代轿车多说采用边梁式车架，而边梁式车架根据其纵梁形式的不同包含了周边式车架，x形车架，梯形车架等几种。在本次设计要求中，选用周边式车架。7.1.2 设计要求由于考虑到轿车的设计过程中对乘车舒适性，行驶平稳性，和操纵稳定性的要求，车架设计一定哟满足以下几点要求：1，要保证汽车转向轮有足够的转向能力。2, 应是车架在设计时能够尽量的离地面近，这样子能够使汽车整车重心降低

42、，以确保高速行驶时汽车不会有漂浮感，使汽车性能得到大大提高。3，保证足够的强度和良好的刚度以及使用寿命。4，尽可能的简化工艺，以降低制造成本。5，能起到缓冲冲击的作用。7.2 纵梁的确定纵梁在行驶中主要用来承受力，纵梁是整个车架结构中的部件。目前汽车制造过程中根据截面形式常采用用两种形式的纵梁，即工字梁和槽形梁。由于具有很多优点，本次汽车设计中选用结构，主要考虑到以下几个方面的原因：一是槽形梁的强度高，二是其工艺较工字梁更加简单。另外为了满足微型车的设计要求，的高度，自身重量，成本，槽形梁应采用直线型结构，这样做的同时也可保证纵梁强度。由于16mn低合金钢有很好的强度，另外出于焊接的需要，16

43、mn具有很好的焊接性能，同时它的可塑性及延展性都不错，是应用最广泛的低合金钢，所以本次槽型梁的设计选用16mn。7.3 横梁的确定横梁是用来连接左右纵梁的，横梁应该具有足够的抗扭特性，同时横梁要承担着一些汽车零部件的安装固定。因此，合理布置设计横梁，对于车架及整车的性能有着至关重要的作用。从曾经相关的研究我们可以知道，为了增强车架的可靠工作强度，可以采取增大横梁耐力的方式。可是会产生一个问题，就是纵横链接处的应力将变大。那么我们可以采取添加横梁数量的办法，这样一来，所有梁受力都减小了，况且连接处也没有那么大的应力了。 车架梁的结构或者说是形状也影响着整个车架的质量，另外他们连接的方式也是要考虑

44、的。经过查看资料最终确定选用槽型纵横梁，采用焊接的方式7.4 纵梁与横梁的连接由于铆接多用于载货汽车，轿车均采用焊接，我们采用焊接。 焊接设计注意事项： a.焊点表面要光滑，不能有大量毛刺； b.焊接厚度不能过大； c.焊点大小要适中，不能过大或过小； d.焊接点间隔要均匀；第8章 车架的设计计算81车架弯曲强度计算8.1.1 受力分析 虽然汽车并非绝对的对称结构，但是，为了方便运算，对弯曲强度进行分析时可以做下面几种假设：a纵梁看作仅受前后轮轴的支撑力。b车辆空载时，汽车所有簧上质量均匀分布在两根纵梁上。c作用在纵横梁上的各种力和力矩都通过各受力截面的弯心。其中=240mm,=725mm,=

45、891mm,=930mm,=605mm所以8.1.2 弯矩的计算 总体设计中又知：车载质量为=800kg ，簧上整备质量1100kg。a所以均布载荷集度q为： 图8-2 车架载荷示图b求支反力由平衡方程得：得：把车架纵梁分为六段。如图8-3所示：图8-3 纵梁分段受力示图当时：剪力弯矩当时：剪力弯矩当时：剪力弯矩a. 变载面处的剪力和弯矩：当时：当时：当时：当时：当时：b. 求最大弯矩：因为，所以当q=0时，弯矩最大即，时，弯矩最大 8.1.3 强度验算 试验表明，当车速约40 kmh时，汽车在工况下，一直处于非常疲劳的，如取疲劳安全系数为1.151.4，可求得动载荷下的最大弯矩： 校核纵梁强

46、度： (8-7)式中： 纵梁的弯曲强度 抗弯模量 如图可知区域载面形状和载面特性，即抗弯截面系数为： (8-8) , (8-9)比较车架全长上受力分析可知：最大受力可能发生在最大弯矩处或变载面处，求两点的受力值以比较求出安全系数： (8-10)其中为材料的屈服应力，取其值为345mpa 综上所述：汽车在最恶劣的情况下使用，车架受到最大的考验时，车架的安全系数仍能保持在1.43左右， 而且此时弯曲应力尚未达到材料的最大应力值。所以，这款车架是合乎设计要求的。 第9章 结论 本次针对长城微型汽车后悬架和车架的毕业设计，我根据长城汽车微客的特点，并融入了自己对相关设计的意见，分别采用了以下结构形式：

47、其后悬架对应采用下面形式：弹性元件为对称式螺旋弹簧，减振器采用了液力筒双向作用式减振器；车架采用周边式车架，结合设计要求和实际需要，本次设计采用焊接的方式进行车架纵横梁之间的连接。本次设计是根据已知数据，设定合理的后悬架偏频，选取适当的弹簧参数，并选择合理的减震器阻尼。其次，本文指出了分别反映了前束角，车轮外倾角，主销内倾角，主销后倾角等独立悬架运动学和弹性运动学特性的几个悬架参数指标，并且给出了这几个指标的定义，运用插图的方式直观的揭示了各自的含义，并参阅了相关资料，整理阐述了这些参数对汽车性能的以及它们恰当的取值范围。以上所采用的结构形式，均能实现车架和后悬架的功能。在后悬架的设计中，减震器及导向机构均能发挥各自的作用，安放位置也是合理的，能够尽可能的平衡汽车的行驶性能和乘坐舒适性，在对其强度校核过程中，进行了反复计算，保证了悬架的工作强度和寿命，车架的设计在保证设计要求的前提下，减少了制造成本，实现了成本的最优化。 由上面的介绍可以知道，