摘 要

改革开放后随着社会的飞速发展，汽车已经成为人们日常生产生活中的离不开的工具，消费者对汽车产品的品质要求提高了，不仅仅要求车子动力足、够省油，对平顺性和操纵稳定性的要求也是愈来愈高。这就要求各整车厂商在不断提升产能的同时，也要提升汽车整车和零部件的性能。底盘是汽车主要总成之一，是整车开发的基础平台，悬架系统作为汽车底盘的核心总成，整车的平顺性、操纵稳定性等重要的行驶性能很大程度上取决于悬架系统的好坏。

本文介绍了研究麦弗逊悬架的目的和意义，讲解了悬架系统的分类及结构特点，具体对麦弗逊式独立悬架系统的发展、特点进行了详细的介绍，并回顾了目前国内外麦弗逊式悬架系统的研究现状。

本文以2015款一汽大众1.8TSI领先型作为设计参考车型，目标是设计适用于该车型的前麦弗逊式独立悬架系统，并且满足国内主流中型车稳定性和平顺性的设计要求。按设计要求选择前独立悬架的主要参数，包括悬架静挠度、动挠度，簧载质量等。确定悬架的主要参数后进行弹性元件的设计，使其满足相关的性能要求。然后是麦弗逊式悬架导向机构的设计，为保证汽车在行驶过程中的平顺性，悬架设计还必须包括减振器的设计。只有严谨的设计才能保证悬架与整车参数的完美匹配，要做到这一点，必须查阅大量的相关设计手册、设计实例、文献、行业和国家标准。

对于即将进入汽车行业从事设计、制造工作的车辆工程专业毕业生，这次设计对我们是一次非常重要的洗礼，也是对我们工程素质的培养，可以说是非常难得的一次锻炼机会，需要好好把握，在指导老师的帮助下尽力将设计做到最好。

关键词：麦弗逊式悬架，汽车设计，平顺性，导向机构，CATIA

Abstract

With the rapid development of China's economy, the car has become an important tool for people in daily, demand for and production performance of the car's passenger car market can become increasingly demanding, not only requires the consumer to have a good automotive products economy and safety, ride comfort and handling stability requirements are getting higher and higher. This requires auto manufacturers suppliers continue to increase capacity, we must also improve the performance of motor vehicles and parts.Vehicle suspension system is the center assembly of automobile chassis,which largely determines vehicle hanling stability and ride comfort.McPherson suspension has many advantage,such as a simple struct,low cost,space-saving,is the most widely used independent suspension system.

The article describes the purpose and significance of McPherson suspension, introduced the classification and structural characteristics of the suspension system, specifically the development of McPherson independent suspension system, features a detailed introduction and recalled the current domestic Current Situation outside McPherson suspension system.

In this paper, FAW-Volkswagen 2015 MAGOTAN 1.8TSI leading style as a design reference model, the goal is designed for the car's front McPherson independent suspension

system and meet the Mainstream medium-size cars’ handling stability and ride comfort requirements. The main parameters according to the design requirements before selecting independent suspension, including the suspension static deflection, dynamic deflection, the sprung mass and the like. Elastic element to determine the main parameters of the suspension after the design to meet the relevant performance requirements. Then design a McPherson suspension guiding mechanism, in order to ensure the car in motion the process of ride comfort, suspension design must also include shock absorber design. Only rigorous design to ensure a perfect match suspension and vehicle parameters, in order to finish it, I must consult a large number of books, design examples, industry and national standards.

Keywords: McPherson suspension, automobile design, ride comfort, guide structure,CATIA

目录

第一章 汽车悬架系统的介绍 1

1.1悬架的基本知识 1

1.2悬架构件的组成 1

1.2.1 导向机构 2

1.2.2 弹性元件 2

1.2.3梯形机构 3

1.2.4 阻尼元件 3

1.2.5 稳定装置 3

第二章 汽车的悬架型式 4

2.1悬架型式的划分 4

2.1.1按功能原理划分 4

2.1.2按导向机构划分 4

2.2 一些典型的悬架型式 5

2.2.1双横臂式独立悬架 5

2.2.2单横臂式独立悬架 5

2.2.3纵臂式独立悬架 6

2.2.4麦弗逊式独立悬架（McPherson Strut Suspension） 6

2.2.5 拖曳臂式悬挂 7

第三章 匹配车型的选择 8

第四章 悬架主要参数的确定 9

4.1偏频n1，刚度C1，静绕度fc1的确定 9

4.2动绕度的确定 10

4.3悬架的弹性特性 10

第五章 弹性元件的设计 11

5.1弹簧型式及材料的选择 11

5.2确定弹簧的刚度和丝径d及中径D 11

5.3弹簧有效圈数n的选取 11

5.4螺旋弹簧其他参数的计算 12

5.5螺旋弹簧的安装 12

第六章 减振器的设计 14

6.1减振器的阻力-速度特性 14

6.2相对阻尼系数的选择 15

6.3减振器阻尼系数的确定 15

6.4最大卸荷力的确定 16

6.5工作缸直径的确定 16

第七章 导向机构的设计 17

7.1导向机构的概念 17

7.2导向机构的设计要求 17

7.3侧倾中心分析 17

7.4纵倾中心的确定 19

7.5悬架的侧倾角刚度和整悬线刚度 19

7.6导向机构的受力分析 20

7.7横臂轴线的布置 21

7.8横臂的设计 21

第八章 横向稳定杆的设计 22

第九章 基于CATIA V5R20软件的建模 23

结论 27

致谢 27

参考文献 28

附录：基于MATLAB的导向机构尺寸设计计算 29

第一章 汽车悬架系统的介绍

1.1概念

悬架是把汽车的簧上质体悬置起来的装置，是连接汽车悬挂质体和非悬挂质体的所有部件的总称。它的作用是承受载荷、传递各种力和力矩、衰减振动以及调节车身高度等。车行驶时路面对车轮施加各种力和力矩，悬架就是将它们要传递到车架上，提高平顺性。

悬架的性能不仅关系着行驶平顺性、操纵稳定性，而且还关系着车辆动力性的发挥，关系着汽车平均技术水平的高低，关系着客、货车的使用运营成本，还影响相关零部件的使用寿命。