实例悬架系统设计计算报告詳解.doc

编号： 悬架系统设计计算报告 项目名称：国内某车型 项目代码： 007 编制： 日期： 校对： 日期： 审核： 日期： 批准： 日期： 汽车设计有限公司 2011年月 次 1 1 1.1 任务来源 1 1.2 悬架系统基本介绍 1 1.2.1 前悬架的结构形式 1 1.2.2 后悬架的结构形式 1 1.3 计算的目的 2 2 悬架系统设计的输入条件 2 3 悬架系统偏频的选取及悬架刚度计算 3 4 弹簧计算 4 4.1 弹簧刚度的计算 4 4.2 前螺旋弹簧钢丝直径的计算 7 5 悬架系统静挠度计算 8 6 悬架侧倾角刚度计算 9 6.1 前悬架侧倾角刚度计算 9 6.2 后悬架侧倾角刚度计算 11 6.3 整车侧倾角刚度计算 11 6.4 整车的侧倾力矩 12 6.5 整车的纵倾计算 14 6.5.1 纵倾角的计算 14 7 减振器参数的确定 15 7.1 减振器阻尼系数的确定 15 8 参数列表 18 参考文献 19 悬架系统设计计算报告 概述 1.1 任务来源 根据《新车设计开发项目协议书－007项目1.2 悬架系统基本介绍 该款车前悬架采用麦弗逊式独立悬架，后悬架采用整体式驱动桥钢板弹簧非独立悬架。 1.2.1 前悬架的结构形式 图1 前悬架结构形式 1.2.2 后悬架的结构形式 图2 后悬架结构形式 1.3 计算的目的 通过计算，求得反映其悬架系统性能的基本特征量，为零部件开发提供参考。计算内容主要包括悬架刚度、偏频、静挠度、动挠度、侧倾刚度和减振器阻尼等。 悬架系统设计的输入条件 表1 悬架参数列表 CA07 标杆车 质心高 （mm） 空载 695 695 半载 743 743 满载 750 750 前轮距（mm） 1415 1386 后轮距（mm） 1430 1408 轴距（mm） 2650 2700 空载质量（kg） 1194 1180 满载质量（kg） 1864 1850 前轴荷 （kg） 空载 550 560 半载 628 642 满载 669 682 后轴荷（kg） 空载 644 620 半载 906 878 满载 1195 1181 前悬架非簧载质量（kg） 80 80 后悬架非簧载质量（kg） 120 120 悬架系统偏频的选取及悬架刚度计算 前后悬架固有频率的匹配应合理，对乘用车，要求前悬架固有频率略低于后悬架的固有频率，还要不允许悬架撞击车架（或车身）。 由标杆车试验数据得出（表2）： 表2 标杆车悬架刚度试验表 由于左、右轮载做实验时存在误差，现取其平均值计算载荷，高度变化值。 由上表取值：前轴荷为556kg，后轴荷为620kg。 前轴荷为689kg，后轴荷为1017kg。 分别取对应载荷左右高度差平均值的差值得： 前轴荷变化量为689-556=133kg，位移为399.85-381.75=18.1mm； 后轴荷变化量为1017-620=397kg，位移为420.65-389.55 =31.1mm； 故前悬架刚度为：（133/2×9.81）/0.0181=3.61×104 N/m 后悬架刚度为：（397/2×9.81）/0.0311=62.5×104 N/m （Hz）……………………………………………………………（1） 代入样车空、满载前、后簧上质量得： 前悬空载偏频n1空= 1.38Hz；后悬空载偏频n2空=1.78Hz； 前悬半载偏频n1半= 1.27Hz；后悬半载偏频n2半=1.45Hz； 前悬满载偏频n1满= 1.22Hz；后悬满载偏频n2满=1.33Hz； 标杆车： 空载时前后悬架的偏频比为0.78， 半载时前后悬架的偏频比为0.88， 满载时前后悬架的偏频比为0.92。 以上可以看出，标杆车的偏频并不好，需要优化； 选取CA07的前悬架半载偏频n1半= 1.56Hz，后悬半载偏频n2半=1.85Hz, 满载偏频n2满=1.70Hz；代入方程（1），并除去非簧载质量前悬80kg，后悬120kg，CA07前、后悬悬架刚度分别为： C1=32.22×104 N/m； C2=83.66×104 N/m； 代入方程（1），CA07前、后悬空、半、满载偏频为： 前悬空载偏频n1空= 1.32Hz；后悬空载偏频n2空=1.97Hz； 前悬半载偏频n1半= 1.22Hz；后悬半载偏频n2半=1.64Hz； 前悬满载偏频n1满= 1.18Hz；后悬满载偏频n2满=1.40Hz； 以上计算参数汇总见表3。 表3 计算参数汇总 计算项目 CA07计算结果 标杆车 前悬架偏频（Hz）