摘 要

汽车悬架是汽车的车架与车桥或者车轮之间传递一切力与力矩的装置总称，汽车悬架可以分为非独立悬架和独立悬架两大类，主要由弹性元件、导向装置、减振器等组成。本设计的主要内容是以东风本田CRV为研究对象，对其后悬挂系统进行设计，确定其主要结构参数的设计过程与依据，并说明各个主要结构的工作原理。本文主要从导向机构、螺旋弹簧以及减振器三个方面对双横臂悬架进行设计和计算，首先根据车辆的要求，计算并且确定了悬架偏频，动、静挠度以及刚度等主要性能参数，然后根据双横臂悬架的特点确定导向机构中侧倾中心的空间位置，上横臂与下横臂的长度及其布置角度等空间几何参数，最后根据悬架的性能要求以及导向机构的空间尺寸，设计计算螺旋弹簧及减振器的性能参数和具体的结构尺寸，并对关键的零件进行校核，完成最终的设计。

关键词：双横臂悬架；导向机构；螺旋弹簧；减振器

Abstract

Automobile suspension is the name that transfer all forces and torques between the frame and the axle or wheel of the car, automotive suspension can also be divided into two categories, such as non independent suspension and independent suspension, which mainly composed of elastic element, guide mechanism, shock absorber and so on. The main content of this design is Dongfeng Honda CRV as the research object. The rear suspension system, process of design and the main structure parameters are designed and the working principle of each main structure is explained in this paper. Also this paper mainly from the guide mechanism, the spiral spring and the damper three aspects to carry on the design of the double wishbone suspension. First, the main performance parameters are calculated or determined such as deviation of the suspension, dynamic deflection, static deflection and stiffness according to the requirements of the vehicle. At the same time, the position of the roll center of guiding mechanism, the length of upper and lower transverse arm and its spatial location and so on are determined according to the characteristics of double arm suspension. At last, the performance parameters of the helical spring, shock absorber and its specific structure size are designed according to the performance requirements of the suspension and the space dimension of the guide mechanism in this paper. And then the key parts are checked lastly to complete the final design.

Keyword：double wishbone suspension；guide mechanism；helical spring；shock absorber

目录

第1章 绪论 1

1.1设计的背景及意义 1

1.2国内外的研究现状 1

1.3设计内容及目标 1

第2章 悬架的结构、选型及整车参数的确定 3

2.1悬架的组成和功能 3

2.2悬架的分类及选型 3

2.3双横臂独立悬架的结构分析 3

2.4本田CRV的整车参数 4

2.5非簧载质量以及轴荷的计算 4

2.5.1非簧载质量的计算 4

2.5.2轴荷的计算 5

第3章 悬架的主要性能参数的确定 6

3.1 悬架的偏频 6

3.2悬架的静挠度、动挠度以及工作行程 6

3.2.1悬架的静挠度 6

3.2.2悬架的动挠度 7

3.2.3悬架的工作行程 7

3.3悬架的刚度计算 8

第4章导向机构的设计 9

4.1后悬架导向机构设计要求 9

4.2后轮定位参数的确定 9

4.3导向机构参数的确定 10

4.3.1上、下臂长的确定 10

4.3.2上、下臂在横向平面内的倾角及其倾斜方向的确定 10

4.3.3上、下横臂轴线倾角的选择 12

4.4侧倾中心 14

4.5侧倾角刚度的计算 14

第5章 弹性元件的设计计算 16

5.1螺旋弹簧性能参数的选取和计算 16

5.1.1螺旋弹簧刚度及应力的计算 16

5.1.2螺旋弹簧静挠度、动挠度 17

5.1.3螺旋弹簧变形量、及预期寿命的确定 17

5.2螺旋弹簧结构尺寸设计计算 17

5.2.1弹簧中径、钢丝直径、端部结构形式及所用材料的选择 17

5.2.2螺旋弹簧有效工作圈数i以及总圈数n的计算 17

5.2.3螺旋弹簧不同载荷时高度的计算 18

5.3螺旋弹簧不同高度时载荷以及应力的计算 19

5.3.1螺旋弹簧不同压缩位置载荷的计算 19

5.3.2螺旋弹簧不同压缩位置时剪应力的计算 19

5.4螺旋弹簧的校核 20

5.4.1弹簧工作压缩极限位置时剪切应力的校核 20

5.4.2弹簧使用寿命的校核 20

第6章 减振器的设计计算 22

6.1减振器主要性能参数的选择 22

6.1.1相对阻尼系数ψ的选择 22

6.1.2减振器阻尼系数的确定 23

6.1.3最大卸荷力的确定 23

6.2减振器主要尺寸的选择 23

6.2.1减振器工作缸直径D以及活塞杆直径d的的确定 23

6.2.2储油筒直径的确定 24

6.2.3减振器工作行程的确定 24

第7章 结论 26

参考文献 28

致谢 29

第1章 绪论

1.1设计的背景及意义

现阶段汽车工业已经进入了一个繁荣的发展阶段，在每个国家的国民经济总值中占有重要的地位。我国的汽车市场虽然前景比较广阔，但是在市场竞争中，国外的汽车牢牢地占据市场优势，而国产的汽车依然显得十分被动。经过近几年的发展，国产汽车从前几年的奇瑞QQ到现在的哈佛H6，在中低端市场国产车已经慢慢的扳回一局，但是一批又一批的汽车制造商在冲击中高端汽车市场中败下阵来，究其原因还是国产车存在种种问题，缺乏独立的研发设计能力以及技术的积累，制造工艺性以及可靠性达不到标准，故障率居高不下，仅靠华丽的外观难以满足消费者的要求。如今国内的汽车制造商也已经意识到了这个问题并且加大了研发的力度，但这一过程任重而道远，需要不断的积累和实践。

悬架作为汽车上最重要的总成之一，直接影响到消费者的驾驶体验以及汽车产品的口碑。良好的行驶平顺性和操纵稳定性是一辆中高端豪华汽车最基本的标志，正如劳斯莱斯的车评中说，驾驶这辆汽车会让你有飞一般的感觉。这也充分说明了，作为顶级豪车的劳斯莱斯它的卓越的操纵稳定性以及行驶时平顺性达到了一流的水准。因此，悬架的设计尤为重要，它的性能是国产汽车是否可以迈向中高端汽车的关键。本次毕业设计，通过对本田CRV的设计计算，达到了系统的介绍悬架设计的目的，从本质上让我们真正的体会到设计的含义。

1.2国内外的研究现状

在西方的发达国家,半主动悬架出现的比较早，但是直到上世纪80年代后期才基本上有了成熟的产品,首先使用该产品的是福特公司和日产公司,并且取得了较好的效果。主动悬架虽然提出早,但由于控制复杂比较的关系,并且牵涉到许多学科,一直很难有大的突破，进入90年代,仍然仅应用于高端汽车或者是豪华汽车领域。然而，在我国由于种种原因，如汽车的起步较晚，发展比较迟缓，依赖性强,整个的工业基础比较薄弱等。在半主动悬架和主动悬架领域的起步比较晚,与发达国家之间的差距还是非常巨大的，并且国内的汽车受制于成本和技术等问题，被动悬架依然被国内的汽车制造商普遍采用。就目前的汽车市场来说，被动悬架仍然具有较高的研究价值以及实用价值，也是国内悬架发展的主流。

1.3设计内容及目标

汽车悬架是汽车的车架（或承载式车身）与车桥（或者车轮）之间的传递一切力与力矩的装置的总称。由弹性元件、导向装置、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。汽车悬架也可以分为非独立悬架和独立悬架两大类。本次毕业设计是以东风本田CRV为研究对象，对其后悬挂系统进行设计，以确定其主要结构参数的设计过程与依据，说明各个主要结构的工作原理，并通过对后悬挂系统中各零部件的设计和计算，以对其结构和主要性能进行分析和评价，熟悉汽车悬挂系统的设计过程及工作原理，加深对汽车悬架系统的结构认识，以及对汽车悬架性能的理解与掌握。