悬架系统设计计算报告.pdf

悬悬架架系系统统设设计计计计算算报报告告

悬架系统设计计算报告

⽬录

1系统概述(1)

1.1系统设计说明(1)

1.2系统结构及组成(1)

1.3系统设计原理及规范(2)

2悬架系统设计的输⼊条件(2)

3系统计算及验证(3)

3.1悬架位移与受⼒情况分析(3)

3.2后悬架位移与受⼒情况分析(7)

3.3悬架静挠度的计算(10)

3.4侧倾⾓刚度计算(10)

3.5侧倾⾓刚度校核(13)

3.6侧翻阀值校核(15)

3.7纵向稳定性校核(15)

3.8减震器参数的确定(16)

4总结(18)

参考⽂献(20)

1系统概述

1.1系统设计说明

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。

1.2系统结构及组成

该款车型悬架采⽤麦弗逊式独⽴悬架，该悬架上端螺旋弹簧直接作⽤于减振器筒体之上，与减振器共同组成⽀柱总

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

与车⾝牢固的连接在⼀起。⽀柱与摆臂总成特定的匹配关系确保了整个悬架系统固有的使⽤特性，使其满⾜实际设计的各项

要求，其结构简图如图1所⽰。

图1悬架结构形式

后悬架采⽤复合纵臂式半独⽴悬架，为经济型车型应⽤最为普遍的⼀种悬架结构，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

时通过⾃⾝的扭转刚度保证了后悬架具有优良的侧倾特性。扭转梁安装点通过各向异性的橡胶衬套弹性的与车⾝相连，既具

有良好的隔振性能⼜防⽌了汽车由于后轴转向⽽产⽣的过多转向特性。其结构简图如图2所⽰。

图2后悬架结构形式

1.3系统设计原理及规范

LF7133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悬架系统设计的输⼊条件

整个计算过程中，除了标杆车的整车姿态以外，其余参数列⼊下表所⽰：

表1悬架参数列表

3系统计算及验证

3.1悬架位移与受⼒情况分析

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提下，根据三维逆向设计数据的运动分析可知，所设计车

型的螺旋弹簧中⼼点和车轮中⼼点在不同姿态下的⾏程如下：

表2悬架位移

1).悬架在空载情况下，其受⼒简图如下：

图3悬架刚度空载下计算⽰意图

xk==??=FkFk

xkFkxkFkGFFGλλ3150.0N

其中：GFk：轮空载地⾯对与簧上质量的作⽤⼒；

8.92

)97.79676(2(?-=-=gMMGkFk）下=2920.5NFkλ：车轮中⼼与弹簧受⼒点⼒⽐为；

=?

?==6.14cos26.211913.1901cosδλPKFk0.927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skλ可在

此⼀并计算出，即skλ为：

13

.19016.14cos26.2119cos??==

KPskδλ=1.0792).满载悬架位移与受⼒情况分析悬架在满载情况下，其受⼒简图如下：

图4悬架刚度满载下计算⽰意图

xm==??=FmFm

xmFmxmFmGFFGλλ3700.0N

其中：GFm：轮满载地⾯对与簧上质量的作⽤⼒；

8.92

)97.79788(2(?-=-=gMMGmFm）下=3469.3NFmλ：车轮中⼼与弹簧受⼒点⼒⽐为；

=?

?==0.10cos3.240203.2219cosδλPKFm0.938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smλ可在

此⼀并计算出，即smλ为：

03

.22190.10cos3.2402cos??==

K