《汽车设计课程设计》

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1、《汽车设计课程设计》双横臂独立悬架导向-转向系统的分析与设计计算说明书目录一、任务说明1．设计任务22．问题描述23．设计条件2二、双横臂独立悬架导向-转向系统的设计过程1．导向机构及转向梯形布置方案分析与优化设计41.1参数选择21.2参数优化22．考虑导向机构非线性特征的双横臂独立悬架系统弹簧刚度、减震器阻尼参数的设计与分析方法42.1悬架导向机构参数22.2受力分析与阻尼参数计算23．双横臂悬架下摆臂结构的强度设计44．全浮式半轴计算及轮毂轴承选择4三、设计心得2四、参考资料2双横臂独立悬架导向—转向系统的分析与设计计算说明书（一）任务说明1．设计任务双横臂独立

2、悬架和转向系统是现代汽车上典型的底盘总成系统。本课程设计以某微型汽车前轮转向驱动桥所采用的双横臂独立悬架和转向系统为对象，主要完成以下环节的分析与设计内容：1.*独立设计、CAD绘制或手绘双横臂悬架系统总成装配图一张(0号或1号)Ø零部件顺序编号Ø明细栏、标题栏(注材料、标准件型号和数量)Ø主要轮廓尺寸、特征尺寸、尺寸公差配合标注Ø设计要求2.*独立设计、手工绘制转向节零件图一张Ø尺寸标注完备Ø尺寸链封闭Ø设计基准尽量与制造工艺基准一致Ø形位公差标注要注意参考基准标注Ø信息完整Ø材料、热处理方法的技术条件3.*独立完成设计、计算说明书一份(4000-8000字)包括内

3、容、流程、理论方法、方案、公式、计算过程、成果归纳和设计心得等2．问题描述图1所示为汽车前轮采用的一种双横臂悬架-转向系统机构示意图（简化），导向机构ABCD由上横臂AB、转向主销BC和下横臂CD及车架AD构成。其中，A、D分别为上、下横臂与车架联接的铰销中心（假定两铰销轴线均平行于车辆纵向），B、C分别为转向主销BC与上、下横臂联接的球铰中心。在车辆横向垂直平面内，上、下横臂相对水平面的摆角分别用j、y表示，转向主销内倾角用b0表示。转向传动机构采用由齿轮-齿条转向器驱动的断开式转向梯形机构GFEE¢F¢G¢（F¢与F，G¢与G对称，未画出）。其中，左轮转向梯形机构

4、EFG由齿轮-齿条转向器输出齿条EE¢、左轮转向横拉杆EF、左轮转向节臂FG及车架构成。E、E¢分别为转向器齿条上与左右转向横拉杆铰接的球铰中心，F为左轮转向横拉杆EF与左轮转向节臂FG铰接的球铰中心，G为左轮转向节臂FG与左轮转向主销BC连线的交点，且FG^BC。另外，车轮轴线KH与转向主销BC交于H，与车轮中心面交于J。bBA转向器齿条FjE¢E2RGJKHb0yPD(地面)C(后视图)JL1L2前E¢FEL3YG转向器齿轮CKa0ABD(水平俯视图)B后图1描述悬架ABCD导向机构运动学的机构几何参数主要有：上横臂杆长AB=h1，转向主销球铰中心距BC=h2，下

5、横臂杆长CD=h3，上、下横臂的摆角j、y（横臂向外下倾时，取负值），转向主销内倾角b0。为简便计，不考虑主销后倾角的影响，并假设上、下横臂与车架铰接的轴线均平行于车辆纵向，则图示导向机构ABCD的上、下横臂AB、CD和转向主销轴线BC将始终在过前轮轴线的汽车横向垂直平面内运动。在水平面俯视图中，描述EFG左轮转向梯形机构运动学的机构几何参数主要有：EE¢=L1，EF=L2，FG=L3，车架上齿条移动方向线EE¢与前轮轴线的偏移距Y（轴线在前方时，取正值），转向节臂FG相对于汽车纵向的安装角a0。另外，左右车轮的转向角分别用a、b表示。双横臂独立悬架系统的弹性元件可采

6、用螺旋弹簧或扭杆弹簧，阻尼元件常用筒式减振器。根据整车结构布置，弹簧和阻尼元件通常安装于下横臂与车架（车身）之间，但也有安装于上横臂与车架（车身）之间的情形。因此，导向机构各构件及各连接铰点的受力大小与方向，与弹簧元件的类型和安装位置密切相关。3．技术条件轮距B=1200~1400mm，轴距L=2000~2500mm。满载时整车总质量为m=1000~1300kg，最高车速Vmax=140km/h，最大爬坡度20%，0-100km/h加速时间不超过14秒，最小转向半径Rmin=4000~4500mm。前轮轮胎外径为2R=520mm，轮胎宽度b=145mm。导向机构几何参

7、数：AB=h1=160~200mm，BC=h2=200~300mm，CD=h3=330~380mm，JH=80~110mm，BH=90~150mm，车辆处于满载平衡位置时，前悬架导向机构的位置参数为j=2~6°，y=2°~10°，b0=7~10°。转向机构几何参数：EE¢=L1=50~580mm，EF=L2=180~500mm，FG=L3=100~140mm，Y=-80~80mm，BG=80~130mm，齿条左右移动行程为s=±50~70mm。转向节臂安装角a0=175~190°，转向梯形机构的最大压力角amax=45~50°。（一）双横臂独立悬架导