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（独家原创）纳米磁性液体轻型汽车电子控制悬架设计（全套CAD图纸完整版）

振作用。对于个带有线性阻尼减振器的悬架系统或弹簧质量阻尼系统，可用相对阻尼比来评价阻尼的大小或振动衰减的快慢程度。相对阻尼比可表达为式式中弹簧刚度悬挂部分的质量。上式表明，减振器的阻尼作用除与其阻尼系数有关外，也与悬架的刚度及悬挂质量有关。不同刚度和不同质量的悬架系统匹配时会产生不同的阻尼效果。为了获得良好的平顺性，典型的相对阻尼比如表表汽车悬架的偏频及相对阻尼比空气弹簧钢制弹簧轿车载货汽车轿车载货汽车前悬架后悬架前悬架后悬架前悬架后悬架前悬架后悬架偏频.悬架螺旋弹簧的设计计算．悬架静动挠度和螺旋弹簧静动挠度的关系麦弗逊悬架在振动时，由于弹簧与车体并不垂直，所以悬架的静挠度并不等于螺旋弹簧的静挠度。可以通过振动时螺旋弹簧位置的改变来寻找几何关系根据已知的悬架静挠度来求出螺旋弹簧的静挠度，如图所示图中前悬架的静挠度，已知螺旋弹簧的静挠度。由图中的几何关系可以得到下式解三角形图悬架振动示意图同理，可以求出螺旋弹簧的动挠度为。．螺旋弹簧基本参数的选择弹簧中径和钢丝直径初步取。工作圈数可按下式求得式式中弹簧材料的剪切弹性模量，取螺旋弹簧刚度。对于螺旋弹簧的刚度可以由螺旋弹簧的静挠度反求出，因为，根据式得出螺旋弹簧的偏频为，根据式式求出螺旋弹簧刚度为。代入式求出工作圈数为所以取工作圈数为圈。弹簧的刚度动静挠度由上面的分析，已知了弹簧的刚度为，弹簧的动静挠度为。．螺旋弹簧端部形状和材料的选择首先，采用弹性特性为线性的等节距螺旋弹簧，由于钢丝直径，所以在热处理工艺上需要成形后淬火并回火，即热成形弹簧。在端部形状的选择上采取两端碾细的端部结构，这种结构节约材料，占用垂向空间小，特别是由于两端都平整，安装时可以任意转动，因而设计时弹簧的圈数可以去任意值，不必限于整数。螺旋弹簧材料的选择可参考下表表部分弹簧钢种在汽车上的应用弹簧钢种应用汽车板簧圆形螺旋弹簧的小型弹簧用作汽车板簧螺旋弹簧气缸阀簧汽车板簧螺旋弹簧气缸阀簧汽车板簧螺旋弹簧气缸阀簧的螺旋弹簧和钢板弹簧阀门弹簧活塞弹簧安全阀弹簧这里选用弹簧的材料为。．螺旋弹簧强度校核螺旋弹簧的扭转应力可以表示为式动载荷下的扭转应力表示为式将已知数据代入上式，其中动静挠度,剪切弹性模量，螺旋弹簧中径，钢丝直径，工作圈数为圈。所以，。选取弹簧许用扭转应力时，应根据悬架结构型式和工作特点来确定，般推荐满载需用扭转应力为，弹簧最大扭转应力在范围内。可见这里计算所得的扭转应力，故强度可靠。.独立悬架导向机构的设计设计要求独立悬架的导向机构承担着悬架中除垂向力之外的所有作用力和力矩，并且决定了悬架跳动时车轮的运动轨迹和车轮定位角的变化。因此，在设计独立悬架的导向机构时，应使其满足以下要求形成恰当的侧倾中心和侧倾轴线形成恰当的纵倾中心各铰链点处受力尽量小，减小橡胶元件的弹性变形，以保证导向精确保证车轮定位参数及其随车轮跳动的变化能满足要求具有足够的疲劳强度和寿命。麦弗逊悬架受力情况与螺旋弹簧斜置分析如图所示的麦弗逊独立悬架受力简图可知作用在导向套上的横向力，可根据图上的布置尺寸求得，式式中单侧前轮簧载质量横向力越大，则作用在导向套上的摩擦力越大为摩擦因数，这对汽车平顺性有不良的影响。为了减小摩擦力，在导向套和活塞表面应用了减磨材料和特殊工艺。由式可知，为了减小，要求尺寸越大越好，或者减小尺寸。增大前者会使悬架占用的空间增加，在布置上产生困难若采用增加减振器轴线倾斜度的方法，可达到减小的目的，但也存在布置困难的问题。为此，在保持减振器轴线不变的条件下，常将图中的点外伸至车轮内部，既可以达到缩短尺寸的目的，又可获得较小的甚至是负的主销偏移距，提高制动稳定性。移动点后的主销轴线不再与减振器轴线重合。图麦弗逊式独立悬架导向机构受力简图由图可知，将弹簧和减振器的轴线相互便宜距离，再考虑到弹簧轴向力的影响，则作用到导向套上的力将减小，即式由式可知，增加距离，有助于减小作用到导向套上的横向力。所以，为了发挥弹簧反力减小横向力的作用，可以把弹簧斜置，即将弹簧的下端布置得尽量靠近车轮，从而造成弹簧轴线及减振器轴线成个角度。在本次设计中，将该弹簧的斜置角度即弹簧中心线与减振器中心线的夹角取为。横臂轴的选型与布置．导向机构横臂轴的选型麦弗逊悬架的下控制臂主要有两种形式形臂和形臂，形臂如图所示，由于形臂可以使汽车纵向接近于“偏移”，所以该设计中选用当前流行的形下控制臂。形控制臂的球销和控制臂前部连接衬套的中心在，即在汽车纵轴线上坐标相同。从车轮传递到球销的侧向力通过形下控制臂前衬套直接传递到副车架后连接衬套的影响很小，这样只需要通过设定前衬套的刚度来调节汽车的侧向刚度。图纵向“偏移”型下控制臂下控制臂球铰下控制臂前连接衬套控制臂后连接衬套在汽车通过有凹坑的路面引起在车轮接地点产生纵向力时，此纵向力绕下控制臂球销和前衬套的轴线形成纵向力矩，通过设定形下控制臂后衬套的刚度来控制该力矩，缓和路面带来的冲击使车轮产生纵向柔性。可见型下控制臂的设计，使汽车在侧向和纵向的受力分别通过前后衬套进行控制,使需要的侧向刚度独立于纵向柔性，使侧向力和纵向力同时作用时相互间不发生耦合，避免了悬架臂共振的发生，从而提高了汽车行驶的平顺性。另外，形控制臂的前后连接衬套刚度般都设定为前硬后软，这有助于在转向时受到侧向力时前轮形成负前束，增加不足转向的趋势，有利于提高汽车行驶的稳定性。．导向机构横臂轴的布置方式侧倾中心对导向机构横臂轴的布置方式的影响前面介绍了侧倾中心的高度为。侧倾高度的确定会影响悬架操纵稳定性。