武汉理工大学毕业设计（论文）

基于ADMAS的轿车麦弗逊独立悬架设计

学院（系）： 汽车学院

专业班级： 车辆工程1605班

学生姓名： 何正志

指导教师： 杨莹

学位论文原创性声明

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年 月 日

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作者签名： 年 月 日

导师签名： 年 月 日

摘 要

作为汽车中的重要组件之一，悬架可以避免车身（或车架）和车轮（或车轴）的刚性连接。本文以麦克弗森悬架为主要研究对象，了解其工作原理及性能优势，在回顾国内外悬架近几年的发展的基础上，讲述该研究的现实意义。然后，以东风本田思域车型为悬架的适配对象，根据其相关参数进行了麦克弗森悬架关键部件的参数设计和计算，并开始了麦克弗森悬架系统的建模。运用CATIA软件建立了麦克弗森悬架的几何模型和物理模型。同时，在ADMAS运动学仿真分析中建立了机械刚体模型，通过分析四轮定位参数随着车轮的上下跳动，发现了设计中存在的问题。针对目前存在的问题，采用有效，实用的方法对麦克弗森悬架系统结构的关键难点进行了分析和优化，从而获得了悬架系统的优化方案和较好的解决方案。

关键词：麦弗逊悬架，定位参数，仿真分析，ADMAS，CAITA

Abstract

As one of the important components in the car, the suspension can avoid the rigid connection between the body (or frame) and the wheels (or axles). This article takes McPherson suspension as the main research object, understands its working principle and performance advantages, and reviews the practical significance of this research on the basis of reviewing the development of suspensions at home and abroad in recent years. Then, taking Dongfeng Honda Civic as the adaptation object of the suspension, the parameter design and calculation of the key components of McPherson suspension were carried out according to its relevant parameters, and the modeling of McPherson suspension system was started. The geometric model and physical model of McPherson suspension were established using CATIA software. At the same time, a mechanical rigid body model was established in the ADMAS kinematics simulation analysis. By analyzing the positioning parameters of the four wheels as the wheels jumped up and down, problems in the design were found. In view of the current problems, an effective and practical method was used to analyze and optimize the key difficulties of the McPherson suspension system structure, so as to obtain the optimization scheme and better solution of the suspension system.

KEY WORDS:Mcpherson suspension；Location parameters；simulation analysis；ADMAS；CAITA；

目 录

第1章 绪论 1

1.1 麦弗逊悬架概述 1

1.2 课题研究背景和意义 1

1.3国内外的研究现状分析 2

1.4 本文主要研究内容及技术方案 2

1.4.1主要研究内容 2

1.4.2技术方案及措施 3

第2章 悬架参数的设计计算 4

2.1 轿车的主要参数 4

2.2 悬架参数的确定 4

2.2.1静挠度的计算 4

2.2.2 前悬架动挠度的计算 5

2.3 减振器的设计 5

2.3.1减振器的概述 5

2.3.2双向作用筒式液力减振器 6

2.3.3减振器参数计算 7

2.4 螺旋弹簧的设计 10

2.4.1 螺旋弹簧直径及刚度的计算 11

2.4.2 螺旋弹簧其他参数计算 12

第3章 本田思域前麦弗逊悬架三维模型建立 13

3.1 CATIA软件介绍 13

3.2 悬架零部件的三维设计及整体装配 13

第4章 麦弗逊悬架ADMAS仿真分析 15

4.1 车轮定位参数对整车行驶性能的影响分析 15

4.1.1 主销后倾角 15

4.1.2 主销内倾角 16

4.1.3 前轮外倾角 17

4.1.4 前轮前束角 17

4.2 麦弗逊悬架的仿真分析 18

4.2.1 ADAMS/CAR模块简介 18

4.2.2 模型关键硬点三维坐标的确定 18

4.2.3 麦弗逊仿真模型的建立 19

4.2.4 悬架参数设置 20

4.2.5 激励的添加 20

4.3仿真结果分析 21

4.3.1主销后倾角随轮跳的变化曲线及分析 21

4.3.2 主销内倾角随轮跳的变化曲线及分析 21

4.3.3 前轮前束随轮跳的变化曲线及分析 22

4.3.4前轮外倾角随轮跳的变化曲线及分析 22

第5章 结论 24

参考文献 25

致谢 26

第1章 绪论

1.1 麦弗逊悬架概述

麦克弗森悬架是当今最受欢迎的独立悬架之一，通常用于汽车的前轮。它的发明者是伊利诺伊州的麦克弗森（McPherson），在麦弗逊悬架发明之前，一种更为原始的、以扭杆弹簧和板簧共同构成的悬架被应用多年。80多年前麦克弗森选择传统的缓存减震装置换成性能更为优越的减震器，加上螺旋弹簧优化器其整体的性能，构成了新一代的汽车前悬架。麦弗逊悬架因为结构更为紧凑，整体性能相对于其他悬架也优势明显，所以一直沿用至今，并且在行业中仍属于前悬架的最佳选择之一。

如下图1.1所示，减震器、弹簧和A字形下控制臂共同构成了麦弗逊悬架的主体部分，此外许多型号在这个基础上还会增加一个稳定杆。麦弗逊悬架的功能性元件主要是弹簧和减震器，当汽车遇到颠簸时，地面力传递到弹簧上，在弹簧受力变形过程中，减震器会主导弹簧的变形方向，使其只能沿规定方向形变。除此之外，减震器还可以影响弹簧振动的频率与幅度，所以可以通过修改减震器的结构，完成对悬架减震性能的调节。因为它的部件少，质量轻，而且对振动的反馈很快，结构上，可以通过调节悬架的部件尺寸和空间位置，达到调节车轮外倾角的目的，可以让汽车在转向的过程中，也能比较好的获得接地力。