悬架系统设计计算报告

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！:-悬架系统设计计算报告项目名称：A年月目录1系统概述..............................................................................................................................11.1系统设计说明............................................................................................................11.2系统结构及组成........................................................................................................11.3系统设计原理及规范................................................................................................22悬架系统设计的输入条件..................................................................................................23系统计算及验证..................................................................................................................33.1前悬架位移与受力情况分析....................................................................................33.2后悬架位移与受力情况分析....................................................................................73.3悬架静挠度的计算..................................................................................................103.4侧倾角刚度计算......................................................................................................103.5侧倾角刚度校核......................................................................................................133.6侧翻阀值校核..........................................................................................................153.7纵向稳定性校核......................................................................................................153.8减震器参数的确定..................................................................................................164总结................................................................................................................................18参考文献............................................................................................................................20悬架是汽车上重要总成之一，它传递汽车的力和力矩、缓和冲击、衰减振动，确保汽车必要的行驶平顺性和操纵稳定性。根据项目要求，需要对前后悬架的特征参数进行计算与较核，在确保悬架系统满足必要功能的同时，使悬架的各特征参数匹配合理，且校核其满足通用汽车的取值范围。筒体之上，与前减振器共同组成前支柱总成，一起传递汽车所受力和力矩，并衰减汽车的振动。下部三角形的摆臂通过橡胶衬套对称安装于副车架的两侧，通过副车架与车身特性，使其满足实际设计的各项要求，其结构简图如图1所示。其显著特点是结构简单，成本低，使用可靠，侧倾性能优良。中间工字形的扭转梁在传递汽车所受纵向力的同时，也为后螺旋弹簧与减振器提供了必要的安装空间，同时通过的过多转向特性。其结构简图如图2所示。图21.3系统设计原理及规范LF7133前后悬架的设计是以标杆车为依托，根据标杆车悬架系统基本参数的检测，通过计算，求得反映其悬架系统性能的基本特征量，在保持整车姿态与标杆车一致的前提下，依据标杆车的悬架特征量对LF7133车型悬架参数进行设计。在确保各参数与标杆车保持基本一致的情况下进一步校核各设计参数，使其满足通用汽车的设计取值范围，从而确定零部件制造的尺寸参数，为零部件开发提供设计依据。计算与校核的特征量主要包括悬架刚度、偏频、静挠度和阻尼等。2表15111465（设计值）1460（设计值）2550（设计值）1100147567678842468779.9768.55通过对标杆车的特征检测，在参照标杆车整车姿态与悬架安装点的前提下，根据三态下的行程如下：表2弹簧行程（mm）mm）备注1).空载悬架位移与受力情况分析悬架在空载情况下，其受力简图如下：图3根据图3空载受力平衡，弹簧在空载时的载荷值F可由下式求出：xkGG：前轮空载地面对与簧上质量的作用力；Fk9.8=2920.5Nk下22FkK1901.132119.26cos14.6Pcos可在此一并计算出，即为：Pcos2119.26cos14.6=1.0791901.13sk悬架在满载情况下，其受力简图如下：δ-4-根据图4空载受力平衡，弹簧在满载时的载荷值F可由下式求出：xmGG：前轮满载地面对与簧上质量的作用力；FmG9.8=3469.3Nm下22K2219.03Pcos2402.3cos10.0另：为计算空载情况下悬架的刚度，车轮中心与弹簧受力点位移比可在此一并Pcos2402.3cos10.0K2219.03sm簧刚度C可由其空满载所受作用力的变化量和变化位移直接求出，带入上面所计算出S1的弹簧载荷值可得：Cxmxkxm23.5S14).LF7133前螺旋弹簧参数的确定车参数，仅对钢丝直径进行调整，即：GdCs1前Cs8Dn311前4G1-5-Cs：为螺旋弹簧刚度23.4N/mm1D：为前螺旋弹簧中径135.0mm11m111kx度：Fxx1kCCC223.440.2N/mm1kmFxx2mCCC223.441.2N/mm2m满载偏频：n=1.21（Hz）满载行程：56.1mm。图5根据简图5，后螺旋弹簧提供弹性力的大小取决于汽车后部质量的分布以及车轮受量化。则后螺旋弹簧所提供的弹性力为：FGFG=2105.89NG：后轮空载下簧上质量分布的作用力；Rk9.8=1741.70Nk下22Pcosb403.317cosb1.196a：空载弹簧轴线与弹簧旋转力臂的夹角a=16.1°；b：空载车轮支持力与旋转力臂夹角b=0.3°；-7-该类型悬架在满载状态下，受力情况可简化如下：图6FGFG=3497.2NRmGm下22a：满载弹簧轴线与弹簧旋转力臂的夹角a=10.2°；b：满载车轮支持力与旋转力臂夹角b=8.7°；后悬在空满载情况下弹簧形变ss=56.1mm则螺旋弹簧刚度：Cxmxmxk56.1S2-8-车参数，仅对钢丝直径进行调整，即：42322后4G2G：为弹性剪切模量79000N/mm2Cs：为螺旋弹簧刚度25.24N/mm2D：为前螺旋弹簧中径118.0mm2n：为弹簧有效圈数5.5圈，总圈数6.75圈5).后悬架固有频率的计算后悬架固有频率：1πm1m=424-68.55=355.451m687-68.55=618.451Ckxx予以数值计算，则空载时前悬架刚度：FC2x21kC35.31N/mm1k2满载时后悬架刚度：F1xx222m1CCC37.90N/mm2mS1满载偏频：n=1.25（Hz）满由于后悬架刚度在运动过程中会发生变化，对标杆车后悬架刚度进行试验，得出标杆车试验平均刚度为36.39N/mm，空满载频率分别为：1.64Hz、1.23Hz。LF7133悬架空满载频率与其相当接近且空满载状态下变化更小，可见LF7133后悬架固有频率取值比较合理。3.3悬架静挠度的计算fmgCccg：为重力加速度，单位m/s2。fmgC＝168.8mm；满1后悬架静挠度:fmgC＝159.9mm。后2c稳定杆引起的侧倾角刚度：C＝C＋CrfC：横向稳定杆引起的等效侧倾角刚度，单位·mm/rad；C：螺旋弹簧引起的侧倾角刚度，单位·mm/rad。以下分别计算两项角刚度值。图72C'2Laab4LbcL232E：材料的弹性模量，取206000N/mm2d4：稳定杆的截面惯性矩，Id＝23mm；L＝1021.6mm；L：由图3-2可得，L＝353.8mm；11L：由图3-2可得，L＝335mm；22＝317.5mm。7-11-取其中间值22.5％，则减小后的稳定杆角刚度为C：'由于横向稳定杆和车轮处的侧倾角刚度有如下关系：fLw22fBb则由稳定杆所引起的作用在车轮处的等效侧倾角刚度C为：1fBC227bCfLwbwb).螺旋弹簧引起的侧倾角刚度计算LF7133麦弗逊式独立悬架受力示意图，其侧倾角刚度可以用下式计算得到：1=1.22×10·mm/rad722SFSFSFC＝C＋Crf对于后悬架在车身侧倾时，作为整体式的后扭转梁发生扭转变形，连同后螺旋弹簧的回复力共同产生侧倾角刚度。可用下面的公式表达：C＝C＋Crr式中：C：后扭转梁扭转引起的侧倾角刚度；C：螺旋弹簧部分引起的侧倾角刚度；a).后螺旋弹簧引起的侧倾角刚度计算-12-=0.91×10·mm/rad72sRsRsRb).后扭转梁引起的侧倾角刚度计算由通过试验得出后轴扭转梁及其他弹性元件的平均刚度：K＝10.05N/mm。a则后扭转梁扭转时引起的侧倾角刚度C为：C＝72aL：后扭转梁制动底板安装点距离，L=1408mm；K：后扭转梁平均刚度，试验得K=10.05N/mm；aaC＝C＋C＝1.90×107N·mm/radC+C=5.88×10·mm/rad7C：为前悬架侧倾角刚度，C=3.98×10·mm/rad；7C7C/C=2.1，符合通常轿车侧倾刚度选用范围1.4~2.6之内，且前悬架侧倾角刚rr=1.98×10N·mm…②MFh6r1F：悬挂质量离心力，FMa5199.8NsysybmyM14751326.48Kgbmbmay：设定横向加速度，agyh1sLsh1：前侧倾中心离地高度，h=132mm1：后侧倾中心离地高度，h=125mm2：满载悬挂质心离地高度，h=511mms：悬挂质心至前轴距离，a=1186mms：悬挂质心至后轴距离，b=1358mms由于车身的侧倾，导致悬挂质量重力引起一定的侧倾力矩，该力矩也是整车侧倾力矩的组成部分之一。即：r2sr：悬挂质量侧倾角度。s：悬挂质量产生的重力，G=Mgs=0.054×10·mm…………④6r3uy0Fuy：独立悬架非悬挂质量产生的离心力，FMa313.48NsymyM：独立悬架非悬挂质量，MKgm下m：前等效侧倾中心高度，h=132mm0MC7φ横向加速度时的侧倾角为：=0.038d≈2.2°﹤6°故此LF7133侧倾角刚度在通常车型选用范围之内。汽车侧翻是指汽车在行驶过程中，绕其纵轴线转动90度或更大的角度，以至车身弯行驶时，在横向加速度的作用下，使得内侧车轮垂直支持力为零的一种状态。对于车辆侧滑遭遇障碍物所引起的侧翻视为一种非正常驾驶工况，可不予考虑。图8aB1=1.43yg2hRh/h]grgB：轮距，考虑侧滑先后顺序，取小值满载后轮距B=1460mmh：满载质心高度，h=511mmggR：满载侧倾柔度，R=1/C=1.7×10-8φφφh：侧倾中心高度，h=h–h129mmrrg=由于侧偏过程中轮胎弹性变形，使轮胎接地中心向内偏移，轮距减小，这使侧倾阀值将减少，故汽车侧翻阀值为：1.43×（–=1.38。显而易见，该阀值是处于微型轿车的侧倾阀值范围1.1~1.5之内，满足设计要求。汽车在制动或加速行驶时，由于惯性力的作用会造成轴荷的转移，并伴随前后悬架的变形，表现为制动时的前部下沉和加速时的前部上抬现象，设