开题报告：轿车麦弗逊独立前悬架设计

PAGE开题报告一、基本情况课题情况课题名称轿车悬架设计课题来源开题时间计划完成时间课题承担人（学生）情况学生姓名性别在读学历入学时间毕业时间所学专业指导教师情况教师姓名职称毕业院校所学专业主要教学任务研究方向注：课题来源指自选课题，还是项目课题。项目课题课题要注明项目的名称及来源。二、课题的背景分析（课题所涉及问题在国内外的研究现状综述）悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轮弹性地连接起来。悬架需要传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，缓和路面传给车身的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，使汽车获得高速的行驶能力和理想的运动特性。悬架对于整车的意义重大。它最主要的功能是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩，并缓和汽车驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车的行驶平顺性。因此必须在车轮与车架或车身之间提供弹性联接，依靠弹性元件来传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂向载荷，并依靠其变形来吸收能量，达到缓冲的目的。采用弹性联接后，汽车可以看作是由悬挂质量(即簧载质量)、非悬挂质量(即非簧载质量)和弹簧(弹性元件)组成的振动系统，承受来自不平路面、空气动力及传动系、发动机的激励。为了迅速衰减不必要的振动，悬架中还必须包括阻尼元件，即减振器。此外，悬架中确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩可靠传递并决定车轮相对于车架或车身的位移特性的连接装置统称为导向机构。导向机构决定了车轮跳动时的运动轨迹和车轮定位参数的变化，以及汽车前后侧倾中心及纵倾中心的位置，从而在很大程度上提高了整车的操纵稳定性和抗纵倾能力。总之，悬架的设计关系到汽车的操纵稳定性、转向轻便性、行驶舒适性、轮胎寿命以及汽车布置中的运动干涉等诸多方面。鉴于悬架设计在汽车特别是在轿车总成开发中的重要地位，如今各大汽车公司一直非常重视悬架总成的设计开发。悬架本身的性能特点、与整车的匹配关系等直接决定了汽车的行驶平顺性、操纵稳定性和乘坐舒适性，进而影响着整车的档次和价格。因此，对悬架的研究有着重要的实用意义。三、课题的研究价值（课题的价值及实际指导意义）汽车悬架做为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间作连接的传力机件，又是保证汽车行驶安全的重要部件。随着人们生活品质的提高，人们对汽车的要求也越来越高，人们更追求安全、智能和清洁的汽车。也就是对汽车的操纵稳定性、平顺性、舒适性的要求越来越高，而汽车的这些性能都与汽车的悬架系统紧密相关。其中，舒适性是汽车最重要的使用性能之一。舒适性与车身的固有振动特性有关，而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关。进入21世纪，汽车悬架成多元化发展，按导向机构结构不同悬架可分为非独立悬架和独立悬架；按控制形式不同可分为被动悬架和主动悬架。现在很多高级轿车都用上了独立悬架，大大提高了轿车的乘坐舒适型。我所设计的整车悬架属独立悬架，前悬架系统为麦佛逊式，后悬架系统为拖曳臂式。麦弗逊式悬挂是因应前置发动机前轮驱动(FF)车型的出现而诞生的。FF车型不仅要求发动机要横向放置，而且还要增加变速箱、差速器、驱动机构、转向机，以往的前悬挂空间不得不加以压缩并大幅删掉，因此工程师才设计出节省空间、成本低的麦弗逊式悬挂，以符合汽车需求。现在一般轿车的前后悬挂基本都是麦弗逊式或其变型。麦弗逊式悬架是独立悬架的一种，而且是结构非常简单的一种，麦弗逊式悬架是绞结式滑柱与下横臂组成的悬架形式，减振器可兼做转向主销，转向节可以绕着它转动。拖曳臂式后悬架本身具有非独立悬挂的存在的缺点但同时也兼有独立悬架的优点，拖曳臂式悬架的最大优点是左右两轮的空间较大，而且车身的外倾角没有变化，避震器不发生弯曲应力，所以摩擦小。还有结构简单实用、占用空间最小、制造成本低。汽车悬架系统是底盘平台的重要组成部分，直接影响到汽车行驶的操作稳定性，乘坐的舒适性和安全性，往往被编入技术规格表，作为评价汽车性能品质的标准之一。汽车悬架是安装在车桥和车轮之间用来吸收汽车在高低不平的路面上行驶所产生的颠簸力。因此，汽车悬架系统对汽车的操作稳定性、乘坐舒适性都有很大的影响。由于悬架系统的结构得到不断改进，其性能及其控制技术也得到了迅速提高。尽管一百多年来汽车悬架从结构形式到作用原理一直在不断地演进，但从结构功能而言，它都是有弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。在有些情况下，某一零部件兼起两种或三种作用，比如钢板弹簧兼起弹性元件和导向机构的作用，麦克弗逊悬架中的减振器柱兼起减振器及部分导向机构的作用，有些主动悬架中的作动器则具有弹性元件、减振器和部分导向机构的功能。四、课题的实施方案1、课题的主要论点和拟采用的研究方法（1）基本内容：1.完成轿车整车悬架的结构选型（结构形式分析及方案选择）。2.完成轿车整车悬架的设计与计算（麦佛逊式悬架主要参数的确定，(1)螺旋弹簧的设计：弹簧材料的选择；弹簧受力及变形；弹簧几何参数的计算；计算结果的处理（2）横向稳定杆的设计计算：横向稳定杆的作用；横向稳定杆的设计计算（3）减振器的设计与选型：减振器类型的选择；主要性能参数选择；主要尺寸的确定；计算结果处理）。3.绘制总成图和主要零件图（悬架总成图、螺旋弹簧图、横向稳定杆图、减振器图等）。4.编写设计说明书2、课题的研究重点、关键及解决的思路轿车悬架选择独立悬架结构型式，采取多片式等截面钢板弹簧为弹性元件。为了满足汽车具有良好的行驶平顺性，要求由簧上质量与弹性元件组成的振动系统的固有频率应在合适的频段，并尽可能低。前、后悬架固有频率的匹配应合理。首先要解决的问题是钢板弹簧的主要尺寸，以便完成悬架的整体设计；其次要校核钢板弹簧的强度和刚度，使悬架有一定的刚度、硬度和寿命，以保证悬架系统的可靠性。再次是设计减振器时应当满足基本要求是，在使用期间保证汽车的行驶平顺性的性能稳定；有足够的使用寿命。另外还需要注意的问题是，悬架的结构元件，如钢板弹簧大的叶片端部形状与卷耳，叶片端部为矩形时，其制造容易、成本低。钢板弹簧端部做成卷耳，再通过钢板弹簧销固定在车架上的托架或吊耳的孔中，上卷式吊耳得到广泛的应用，其特点是制造工艺性良好3.减振器的结构类型和主要参数。解决的主要途径是：深入了解汽车前悬架构造及工作原理；仔细研究设计原则；参考现有研究成果，并进行学习和分析，借鉴经验；认真学习机械制图原则以及CAD软件绘图；发挥创造性思维并通过试验最终确定方案3、开展课题研究拟搜集的资料、主要参考文献、实验设备的支撑及解决方法因为数据接近，可参考夏利或桑塔纳轿车悬架，用以参考五、课题的进程安排序号论文各阶段内容日期设计（研究）进度计划：第一周～第三周毕业实习收集设计材料第四周编写设计开题报告第五周～第六周计算各设计参数第七周～第九周绘制前悬架系统的总体布置图（零号图纸）第十周～第十一周绘制钢板弹簧元件装配图及零部件图第十二周～第十四周编写设计说明书第十四周～第二十周毕业答辩其中设计说明书包括：=1\*GB3①封面=2\*GB3②扉页=3\*GB3③毕业设计（论文）任务书=4\*GB3④中英文摘要=5\*GB3⑤论文目录=6\*GB3⑥论文正文=7\*GB3⑦参考文献=8\*GB3⑧致谢=9\*GB3⑨附录=10\*GB3⑩附件：开题报告、译文及原文等六、