摘 要

针对一种地下电动工程车的工作特点，进行悬架设计。

本文首先根据技术参数和要求进行了悬架的选型，经过对比分析后选用了麦弗逊悬架，进而针对其中的关键部件（弹簧元件、阻尼元件，导行结构等）通过Matlab编程进行了设计计算和校核。零件参数化设计结束后，进行零件的三维建模和装配，最后导出符合制图要求的工程图。

本文采用运动学的方法研究麦弗逊悬架。首先分析麦弗逊悬架的结构，掌握构件之间的运动关系，然后在ADAMS/CAR中建立麦弗逊悬架运动仿真简化模型，并进行双轮同向±50mm跳动仿真试验，主要分析仿真结果中的车轮定位参数。然后以理想的车轮定位参数为目标，进行优化设计。

全文进行了麦弗逊悬架的设计和仿真，最后使车轮定位参数符合一般要求，提高了车辆的操纵稳定性，这对于一般悬架的设计具有非常重要的参考价值。

关键词：麦弗逊悬架设计；三维建模；运动仿真；优化设计

Abstract

In view of the working characteristics of a special engineering vehicle operating in an underground tunnel, the suspension design is carried out.

In this paper, the suspension selection is carried out according to the technical parameters and requirements. After the comparative analysis, the McPherson suspension is selected, and then the key components (spring element, damping element, guide structure, etc.) are programmed by Matlab Design calculation and verification. After the design of the parts is finished, the 3D drawing software CATIA is used for modeling and assembly.

In this paper, we use kinematics to study McPherson suspension. After analyzing the suspension structure of McPherson, the simplified simulation model of McPherson suspension was established in ADAMS / CAR, and the excitation of parallel wheel travel was carried out to obtain the wheel aliognment parameters. And thenTaking the wheel alignment paraments as the objective function ,we modify the coordinate of hard point that is associated with Various wheel alignment paraments.

The design and simulation of the McPherson suspension are achieved in the whole paper. Finally, the wheel alginment parameters meet the general requirements and we improve the handling stability of the vehicle. This provides the references of suspension design.

Key words：McPherson suspension；three-dimensional modeling；Simulation analysis；Optimization

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.2悬架的发展历史和研究现状 1

1.3研究的内容及意义 3

1.3.1研究内容 3

1.3.2研究意义 3

第2章 悬架结构方案选择 4

2.1非独立悬架与独立悬架 4

2.2麦弗逊悬架结构及特点分析 4

第3章 悬架主要参数的确定和导向机构的设计 6

3.1 悬架主要参数的确定 6

3.1.1悬架的偏频n和静挠度f_c 6

3.1.2 悬架的动挠度f_d 6

3.1.3 悬架的刚度 6

3.2 车轮定位参数 7

3.3 导向机构的设计 8

3.3.1 导向机构的布置参数 8

3.3.2 导向机构受力分析 10

3.2.3下摆臂的设计 11

第4章 悬架主要零件的设计 12

4.1螺旋弹簧的计算 12

4.1.1弹簧型式和材料的选择 12

4.1.2 螺旋弹簧基本参数的计算 12

4.1.3 螺旋弹簧尺寸参数的计算 13

4.1.4 螺旋弹簧的校核 14

4.2减振器的设计 15

4.2.1 减振器的选型 15

4.2.2 减振器主要性能参数的确定 16

4.2.2 减振器主要尺寸参数的确定 17

4.2.4 活塞杆强度的校核 18

4.3 横向稳定装置的设计 19

第5章 基于ADAMS/CAR悬架仿真与优化 20

5.1 ADAMS软件简介 20

5.2悬架的仿真 20

5.2.2 建模数据 20

5.2.2悬架仿真及结果分析 21

5.3悬架的优化 24

5.3.1 优化过程 24

5.3.2优化结果比较 25

第6章 结论 29

参考文献 30

附 录 31

致谢 33

第1章 绪论

1.1 研究背景

汽车工业已有一百多年的历史，起初汽车作为一种新兴事物，引起广泛兴趣，但是由于技术的不足，材料的品质等问题，汽车的性能不是很高。随着科学技术和汽车工业的快速发展，人们生活水平广泛提高，汽车日益走入千家万户，人们对汽车的舒适性、操纵稳定性和行驶平顺性等性能的也越来越重视。另外，全球各汽车企业的竞争日益激烈，都在加大研发力度，积极研制性价比更高的汽车。

在整车的研发中，悬架的研究是底盘设计的“心脏”，悬架对于汽车的正常行驶具有非常重要的作用。它位于车架或承载式车身与车轴之间，把两者弹性的连接起来。悬架的主要功能包括传递作用在车轮和车架之间的一系列力和力矩，确保车轮的运动特性，并缓和路面冲击，减轻车身振动，从而保证汽车的正常行驶。