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（图纸+论文）双横臂独立悬架参数匹配与运动仿真（全套完整）

多杆控制车轮的空间运动轨迹，以便更好地控制车轮定位参数变化规律，得到更为满意的汽车顺从转向特性，最大限度满足汽车操纵性和平顺性要求。缺点是零件数量多结构复杂要求精度高。多杆式悬架是目前最为先进的悬架结构。麦弗逊式它可看成是上摆臂等效无限长的双横臂式独立悬架。它的突出优点是简化了结构，减小了质量，节省了空间，有利于前部地板构造和发动机布置。它的缺点是由于自由度少，悬架运动特性的可设计性不如双横臂悬架振动通过上支点传递给汽车头部，需采取相应的措施隔离振动噪声减震器的活塞杆与导向套之间存在摩擦力，使得悬架的动刚度增加，弹性特性变差，小位移时这影响更加显著对轮胎的不平衡性较敏感减震器紧贴车轮布置，其空间很小，有些情况下不便于采用宽胎或加装防滑链。双横臂式双横臂式独立悬架按其上下横臂的长短又分为等长双横臂式和不等长双横臂式两种。等长双横臂式悬架在其车轮作上下跳动时，可保持主销倾角不变，但轮距却有较大的变化，会使轮胎磨损严重，故已很少采用，多为不等长双横臂式悬架所取代。后种形式的悬架在其车轮上下跳动时创建上横臂点击零件库中的圆柱体，选择定义圆柱体的半径为。选择硬点和创建上横臂。用同样方式可创建下横臂转向拉杆和转向节。创建车轮点击零件库中的圆柱体，选择定义圆柱体的半径为.长度为。分别将创建体重命名为上横臂下横臂主销拉臂拉杆车轮。创建试验台点击中零件库的点，选择“”和“”，在.，.，.处建个点，并以该点为对角点建立个长宽高的长方体，并以长方体的质心为中心创建个直径为高的圆柱体，它与长方体组成测试平台。将圆柱体和长方体合为体。.添加连接副根据各部件间连接关系创建连接副，各部件连接方式如下创建球副上横臂与主销之间添加球接触选择和选择上横臂和主销为参考物体，选择设计点为球副的位置点，创建上横臂和主销之间的连接副。下横臂与主销之间添加球接触选择和选择下横臂和主销为参考物体，选择设计点为球副的位置点，创建下横臂和主销之间的连接副。转向拉杆与拉杆添加球接触，选择和选择转向拉杆和拉臂为参考物体，选择设计点为球副的位置点，创建转向拉杆和拉臂之间的连接副。设置球副的选项为和“”选择设计点，创建拉杆和大地之间的球副。创建旋转副点击中约束库的设置旋转副的选项为和，选择上横臂点为位置点。添加旋转副，同理，创建下横臂旋转副。创建固定副点击中约束库的，设置固定副的选项为和，选择车轮和转向节为参考物体，添加固定副，同理，创建主销和转向节转向节和拉臂固定副。创建点面约束在试验台和车轮间要创建点面约束，右键点击中约束库弹出对话框点击，将弹出对话框选择点面约束，选择约束参考物车轮和试验台顺序不可颠倒选择按钮，将约束旋转。约束库图点面约束图图.操作截图.添加移动副点击中约束库的在测试平台和大地之间创建个移动副，移动副位置为测试平台的中心位置，设置移动副的选项为，方向垂直向上向下创建物理模型如下图图.简化模型点击中驱动库中的直线驱动,选择测试试验台和大地移动副，创建直线驱动后，直接在和，修改直线驱动，在添加驱动对话框””中输入驱动函数表达式如下图所示图.操作截图点击中，设置终止时间为，工步为，点击仿真按钮，进行仿真。在中点击菜单中选择命令将前悬架模型保存在工作目录下。.测量参数值对主销，车轮等参数值进行测量。测量主销内倾角在菜单栏中，选择，创建新的测量函数。在函数编辑器对话窗中的测量名称栏输入，般属性的单位栏中选择。.半轴计算半轴根据其车轮端的支撑方式不同，可分为半浮式，浮式和全浮式三种形式。此次设计为全浮式半轴。全浮式半轴的计算载荷可按车轮附着力矩计算，即.其中负荷转移系数，取值.驱动桥的最大静载荷滚动半径，可近似为车轮半径附着系数，取值.全浮式半轴轴杆部直径可按下面公式选择为直径系数，取，取.，取。.车轮的计算轮胎规格轮胎宽度扁平率.轮胎高度轮辋直径英寸因此车轮直径为。.本章小结本章计算了悬架弹性元件减震器侧倾中心上下横臂半轴轮胎等基本尺寸及校核，这些是悬架设计必不可少的尺寸要求，对本次设计后期的仿真分析奠定了基础。其中悬架上下横臂斜置角长度等的初选是根据试验曲线选出，是经验数值。为初选值提供理论支持。第章基于的悬架优化分析.介绍，原由美国公司.开发，目前已被美国公司收购成为，是最著名的虚拟样机分析软件。它使用交互式图形环境和零件库约束库力库，创建完全参数化的机械系统动力学模型，利用拉格朗日第类方程建立系统最大量坐标动力学微分代数方程，求解器算法稳定，对刚性问题十分有效，可以对虚拟机械系统进行静力学运动学和动力学分析，后处理程序可输出位移速度加速度和反作用力曲线以及动画仿真。软件由核心模块功能扩展模块专业模块工具箱和接口模块类模块组成。方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学运动学和动力学分析。另方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。软件方面是机械系统动态仿真软件的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟样机进行静力学运动学和动力学进行分析。另方面，又是机械系统动态仿真分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型机械系统动态仿真分析的二次开发工具平台。在产品的开发过程中，工程师通过应用软件会收到明显效果传统悬架系统设计试验试制过程中必须边试验边改进，从设计到试制试验定型，产品开发成本较高周期长。运用机械系统动力学分析软件进行仿真分析以及优化设计，可以大大简化悬架系统设计开发过程。大幅度缩短产品开发周期，大量减少产品开发费用和成本，明显提高产品质量，提高产品的系统及性能获得最优化和创新的设计产品。本文应用多体动力学软件建立了轻型汽车的前双横臂式独立悬架模型，进而进行运动学分析，得到了上横臂长度主销长度上横臂在汽车横向平面的倾角下横臂长度和下横臂在汽车横向平面的倾角的值最终优值，从而为设计和改进提供快速可靠的技术依据，达到大幅度降低设备研制成本，大大降低了轮胎的磨损情况的目的。.悬架建模关键点的确定根据横臂横向纵向水平的布置方案及坐标系位置可大致确定各部件空间硬点位置，各硬点位置如下表.创建硬点坐标值创建主销点击零件库中的圆柱体，选择定义圆柱体的半径为。选择硬点和创建主销。弹簧指数旋绕比范围满足要求。曲率系数是考虑簧圈曲率对强度影响的系数剪切应力计算.校核台架试验条件下弹簧寿命给定试验条件下循环次数可估算.式中因此满足要求。确定弹簧自由高度.取。最小工作高度.式中与弹簧指数有关的系数有关的系数.稳定性校核又细又高的弹簧在大载荷作用下会失稳，失稳的临界载荷不仅与高度和直径之比两端固定。取不同支撑方式下取值见刘维信汽车设计图由于已经设计出得为螺旋弹簧在其轴向载荷作用下变形因此弹簧稳定。.减震器计算悬架用得最多的减震器是内部充有液体的液力式减震器。汽车车身和车轮振动时，减震器的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的粘性摩擦形成了振动阻力，将振动能量转变为热能，并散发到周围的空气中去，达到迅速衰减振动的目的。如果能量的耗散仅仅是在压缩行程或者是在伸张行程进行，这把这种减震器称为单向作用式减震器反之称为双向作用式减震器。本设计选用双向作用式减震器。根据结构形式不同，减震器分为摇臂式和筒式两种筒式减震器又分为单筒式双筒式和充气筒式三种。由于双筒充气液力减振器具有工作稳定干摩擦阻力小噪声低总长度短等优点，因此在乘用车上得到了越来越多的应用。所以选择的减振器形式为双筒充气式液力减振器。相对阻尼系数用相对阻尼系数的大小来评定振动衰减的快慢程度。值大，振动能迅速衰减，同时又能将较大的路面冲击力传到车身值小则反之。式中阻力，减振器阻尼系数。式中悬架刚度，簧载质量。减振器的阻尼力作用在不同刚度和簧载质量式会产生不同的阻尼效果，值大，振动能衰减的快，同时也会将较大的路面冲击传到车身。值小则相反，振动衰减的比较慢，但是传到车身的冲击也较小。因此通常取减振器的压缩行程的值取小些，伸张行程时的取的大些。并保持的关系，设计时取与的平均值，的范围时.。初取.。减振器阻尼系数的确定减震器阻尼系数。因悬架系统固有振动频率，所以理论上。实际上，应根据减震器的布置特点确定减震器的阻尼系数，如图.。图.减振器安装位置.式中双横臂悬架的下臂长减震器在下横臂上的连接点到下横臂在车身上铰链点之间距离减震器轴线与铅垂线之间的夹角，取，。双横臂,独立,悬架,参数,匹配,运动,仿真,毕业设计,全套,图纸目录摘要第章绪论.悬架的概述.独立悬架结构类型和特点.课题的主要意义.设计内容概述第章双横臂独立悬架设计计算.选取同类车型参数.悬架主要参数的确定.簧载质量与非簧载质量.弹性元件计算.减震器计算相对阻尼系数筒式减震器工作缸确定.导向机构设计侧倾中心横向平面内上下横臂轴布置方案水平面内上下横臂轴的布置方案.上下横臂长度确定.半轴计算.车轮计算.本章小结第章基于的悬架优化分析.介绍.悬架建模关键点确定.添加连接副.添加移动副.测量参数值.悬架的特性曲线.仿真结果分析.悬架部件尺寸参数化.制定界面.设计参数的研究分析.优化方案.优化结果分析.本章小结第章悬架实体建模.介绍.悬架零件实体建模螺旋弹簧的创建轮胎的创建盘式制动器创建转向拉杆创建上横臂的创建下横臂创建半轴创建叉形件的创建转向节创建.悬架的装配.本章小结结论参考文献致谢附录第章绪论.悬架的概述舒适性是轿车最重要的使用性能之。舒适性与车身的固有振动特性有关，而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关。所以，汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部件。同时，汽车悬架做为车架或车身与车轴或车轮之间作连接的传力机件，又是保证汽车行驶安全的重要部件。般悬架由弹性元件导向机构减振器和横向稳定杆组成。弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。弹性元件种类包括钢板弹簧螺旋弹簧扭杆弹簧油气弹簧空气弹簧和橡胶弹簧。减振器用来衰减由于弹性系统引起的振