1. 研究目的与意义(文献综述)
悬架是汽车的总要总成之一,它把车架(或车身)与车轴(或车轮)弹性的连接起来。其功用是:传递车轮和车架(或车身)之间的一切力或力矩,并缓和由路面传给车架(或车身)的冲击载荷,衰减由此引起的震动,保证汽车行驶平顺。良好的悬架需要有以下特性:
1、保证汽车有良好的行驶平顺性。使汽车的振动频率较低,成员的振动加速度不超过国际标准界限制。
2. 研究的基本内容与方案
本次设计的方案采用麦弗逊式前悬架,为了减少车辆转弯过程中的侧倾并提升车辆舒适性,在两个悬架之间还应添加防倾杆。本次设计的麦佛逊式前悬架应能满足对于车辆减震效果的要求并使车辆具有良好的操控性和舒适性。 首先确定悬架的主要参数,其中包含偏频和静挠度,悬架的静挠度会直接影响车身振动的偏频n。悬架的静挠度为汽车满载时,悬架上的载荷与悬架的刚度之比。然后确定悬架的动挠度,动挠度是指从满载的静平衡位置开始,悬架由于冲击而压缩到结构允许的最大变形时,车轮中心相对车架的垂直位移。悬架的动挠度一般根据静挠度来选取。在设计悬架工作行程的时候需要有三分之一的空载变形即静态载荷。悬架的弹性特性需要有具有非线性的特性,即在静载荷附近的刚度应尽量小已达到最大限度缓和冲击的目的,在伸长和压缩的两端,动载荷增加的同时也要增加悬架刚度。 悬架的弹性元件的计算也同样重要。麦弗逊悬架采用的是螺旋弹簧,螺旋弹簧应先根据导向机构换算成弹簧的静挠度和动挠度。再根据公式计算并确定弹簧的主要尺寸。 悬架的设计下一步为悬架的导向机构设计。对于悬架导向机构的设计要求当悬架载荷变化时轮距变化不超过正负4mm。当悬架载荷变化时,参数变化特性合理,车轮不产生过大的纵向加速度。车辆转弯时车身侧倾尽量小,制动加速时车身具有抗前伏和后仰作用。根据这些要求来确定前轮定位角和导向机构尺寸。在导向机构和前轮定位角的关系中,应首先考虑前轮外倾角和主销后倾角的特性。前轮外倾角会影响汽车转向的特性,所以前轮外倾角应保持变化量在正负1度内。麦弗逊悬架的侧倾中心可以根据横臂内外转动点的连线延长,以便得到极点P,并同时获得P点的高度。将点与车轮接地点N连接,即可在汽车轴线上获得侧倾中心。麦弗逊悬架的摆臂轴线布置方案的选择,摆臂轴线与主销后倾角的匹配影响汽车的纵倾稳定性。摆臂越长,前轮定位角度变化越小,有利于提高汽车的操纵稳定性。 悬架设计的最后一步就是减震器的设计。麦弗逊悬架中采用的是筒式液压减震器 首先要确定减震器的主要性能参数:相对阻尼系数通常在压缩时较小而在伸张时较大。然后需要根据导向机构杠杆比来进行计算。然后需要确定卸荷力,保证减震器达到一定速度时打开阀门来减少对车身的冲击。最后进行减震器尺寸的计算,根据缸内允许压力和最大卸荷力来计算工作缸直径、工作缸壁厚、储油桶直径、储油桶壁厚和直径。
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3. 研究计划与安排
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 过学迅. 汽车设计[m]. 第二版. 北京:人民交通出版社, 2005. 143~164.
[2] 戴勇. 轻型轿车前悬架安全性和舒适性的设计 [j]. 上海汽车, 1999, (9): 5~8
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