摘 要

悬挂是确保车轮或车轴与汽车轴承系统之间的弹性关系，可以传递负载，缓解冲击，衰减振动，调整车辆驾驶身体位置等相关设备的总称。悬挂的主要功能是传递车轮与车架之间的所有作用力和力矩，减轻通过不平道路时汽车的冲击力，并减轻承重系统的振动，确保车辆运行平稳。

本文首先对悬架进行了概述，然后稍微介绍了一下悬架系统对汽车平顺性和操纵稳定性的影响。再次着重阐述了双横臂式独立悬架和钢板弹簧悬架设计的详细步骤和设计要求，各主要零部件结构的选型计算及校核。最后利用ADAMS/car软件对所设计的前后悬架进行了KC特性分析，CAE分析证明本次设计的前后悬架对于给定车型是合理的。

关键词：汽车；双横臂独立悬架；钢板弹簧悬架；ADAMS/car

Abstract

Suspension is to ensure that the wheel or axle and the car bearing system between the elastic relationship, can pass the load, ease the impact, attenuation vibration, adjust the vehicle driving body position and other related equipment in general. The main function of the suspension is to pass all the forces and moments between the wheel and the frame, to reduce the impact of the car through the uneven road, and to reduce the vibration of the load-bearing system to ensure the smooth operation of the vehicle.

First of all, the suspension is summarized. And then a little description of the suspension system on the car ride comfort and handling stability of the impact. Introduces emphatically the leaf spring again suspension and Double-wishbone suspension design processes of the ship unlades and design requirements, the structure of the main parts selection and calculation. Finally, the KC characteristics of the designed front and rear suspension are analyzed by using ADAMS/car software. CAE analysis shows that the design of the front and rear suspension for a given model is reasonable.

Key Words：Vehicle; Double-wishbone suspension; leaf spring suspension; ADAMS/car

目 录

第1章 绪论 1

1.1 悬架概述 1

1.2 悬架设计的要求 1

1.3 悬架分类 1

1.4 前后悬架的选择 2

1.5 整车参数 2

第2章 双横臂式独立悬架设计 3

2.1 悬架基本参数的选定 3

2.2 螺旋弹簧的选择 4

2.3 减震器的选择 4

第3章 少片钢板弹簧悬架设计 7

3.1 弹性元件的计算 7

3.2 变截面钢板弹簧校核 9

3.3 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径 9

3.4 钢板弹簧各片自由状态下曲率半径的确定 10

3.5 钢板弹簧总成弧高的核算 10

3.6 钢板弹簧强度验算 10

3.7 钢板弹簧卷耳和弹簧销的强度核算 12

3.8 减振器性能参数的选择 12

第4章 悬架性能分析 13

4.1 概述 13

4.2 悬架K﹠C特性对车辆性能的影响 13

4.3 前后悬架模型的建立 15

第5章 前悬架运动分析 17

5.1 车轮前束/轮心垂向位移 17

5.2 车轮外倾角/轮心垂向位移 18

5.3 轮距及轴距变化特性 19

5.4 纵向力弹性运动学特性 20

5.5 侧向刚度 21

5.6 硬点优化 22

第6章 后悬架运动分析 28

6.1 后轮外倾角/轮心垂向位移 28

6.2 轮距及轴距变化特性 28

6.3 优化后的后悬架刚度变化 31

第7章 结论 32

参考文献 33

致 谢 34

第1章 绪论

1.1 悬架概述

悬挂是确保车轮或车轴与汽车轴承系统之间的弹性关系，可以传递负载，缓解冲击，衰减振动，调整车辆驾驶身体位置等相关设备的总称。

保证车轮和车架之间作用的所有力和力矩的传递是悬架的主要作用，并有效降低车辆通过不平整道路时的冲击力和振动也是悬架的主要作用。因此，使用弹性元件来连接车轮和车架就是必不可少的一步，弹性元件能够有效的传递车轮或车轴与车架或车体之间的垂直载荷，而且弹性元件的变形能够吸收能量，从而达到缓冲作用。由于汽车各部件都是弹性连接，那么汽车就可以被看作是一个振动系统，它包括悬挂质量（即簧载质量），非悬挂质量（非簧载质量）和弹簧（弹性元件），承受来自不平道路、空气动力和传动系、引擎的激励^[1]。此外，使汽车振动快速的衰减下来是非常必要的，那么悬架就必须有阻尼元件，那就是减震器。除此之外，用于确保车轮和车架或车辆之间的力和扭矩能够可靠地传递并决定车轮相对于车架或车身的位移的连接装置称为引导机构。

由于导向机构的结构特点的不一样，汽车悬架分为非独立悬架和独立悬架两大类。非独立悬架的独特特征是左右轮由一根刚件轴连接，当汽车左边的车轮受到影响时，也会直接影响到右边的车轮。独立悬架没有这样的刚件轴，左右车轮可以单独运动，互不影响，根据特点可以分为单纵臂式、单横臂式、双横臂式、单斜臂式等等。

1.2 悬架设计的要求

悬架是汽车的重要组成部分，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性的连接在一起。前面也已经说到，汽车的操纵稳定性和行驶平顺性的优劣很大程度上取决于悬架的好坏^[2]，从而进一步的影响到汽车的车速、燃油经济性和汽车使用寿命。所以说设计一个合理优质的悬架非常重要。为了保证悬架具有良好的工作性能，其设计的要求有：

(1)确保汽车拥有良好的行驶平顺性。让汽车的振动频率较低，同时汽车上的人员所承受的振动加速度不要超过国际标准界限值。