1. 研究目的与意义（文献综述）

随着人们对轿车乘坐舒适性、操纵性和安全性的要求愈来愈高,对于其主要决定因素----悬架的选择要求更加严格。故选择合适的前后悬架对于轿车的设计起着重要的作用。汽车悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的传力装置总称，悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。

汽车悬架主要由弹性元件、减震器以及导向机构等组成，这三部分分别起缓冲，减振和力的传递作用。根据悬架结构不同可分为非独立悬架和独立悬架两种。独立悬架系统因其车轮触地性良好、乘坐舒适性及操纵安全性大幅提升、左右两轮可自由运动等优点,已被现代轿车普遍采用。本课题的研究对象---东风标致308轿车所采用的前独立悬架是麦弗逊式独立悬架。麦弗逊式独立悬架是众多悬挂系统中的一种，它以结构简单、成本低廉、质量轻、舒适性较好等优点赢得了广泛的市场。因此，研究麦弗逊悬架对汽车行业发展有着重要意义。这是对大学四年来所学的汽车专业理论知识的检验，也是宝贵的锻炼机会。

国内外研究现状分析：对于国内来说，针对悬架的研究起步较晚，从80年代才开始，但是在参考国外文献和研究成果的基础上，发展迅速，很快就有了明显的进展。国内设计人员大都是采用虚拟样机技术对汽车的悬架进行仿真分析和优化，虽然对比实车道路实验有一定的误差，但是它可以缩短研发周期，为其他的研究提供一个参考的依据，国内悬架的研究非常之多：安徽江淮汽车股份有限公司技术中心的刘守银，周忍确定了麦弗逊悬架的几何结构对减振器侧向力的影响因素，并通过国内外最新产品的实例说明通过改变悬架的几何结构来减小减振器侧向力的具体方法和产生的效果^[1]；奇瑞汽车工程研究院的李成基于optistruct对麦弗逊悬架下控制臂进行了优化，结果表明该优化能减轻控制臂质量、增强下控制臂刚度^[2];南京工程学院汽车与轨道交通学院的任成龙，吴冬玲以某在用普及型轿车为研究对象,在adams/car建立整车仿真模型;建立粗糙沥青路面和粗糙水泥路面两种随机路面输入，得到结果随机路面输入下汽车具有较好的平顺性,脉冲路面输入下对乘员健康无危害的结论^[3];沈阳理工大学汽车与交通学院的岳峰丽，蔡玲对车辆麦弗逊悬架进行了运动仿真研究，通过改变支管的曲率半径和弯曲角度能够减小排气阻力，减少能量损失，改善排气质量^[4]；重庆大学机械工程学院的的耿庆松，秦伟根据麦弗逊式独立悬架的结构特点及其定长约束和定向约束条件,应用空间解析几何的方法对其进行了运动学分析,并由此推导出了悬架运动特性参数的计算公式，具有较好的实际应用价值^[5]；海南大学和江苏大学的蔡恒兴，金志扬等人针对某车型制动和加速工况时存在整车俯仰运动较大,轮胎磨损严重等问题,在adams/car中建立刚柔耦合模型, 得到较为理想的结果,为改善该车悬架性能提供了理论依据^[6];西安建筑科技大学的吴晓君，郑超将遗传算法与机械系统动力学自动分析软件adams相结合,建立了麦弗逊悬架理论模型,并验证其优越性和可行性^[7]；军事交通学院的陈欣，李联邦运用空间几何运动学理论建立某全地形车的麦弗逊式独立悬架的数学模型,同时应用adams的car专业模块建立同种悬架的动力学模型，结果表明这两种方法都可用于分析麦弗逊式独立悬架的运动特性,为车辆设计阶段悬架系统的准确分析及预测提供了有效的参考^[8]；江苏大学汽车与交通工程学院的陆建辉，周孔亢根据整车设计参数及悬架设计理论,设计某款电动汽车的麦弗逊前悬架。基于ug/motion利用ug的开放接口开发相应的软件系统,实现了麦弗逊前悬架运动学仿真模型的参数化设计^[9]；江铃汽车股份有限公司的席思文利用catia软件建立了带转向系统麦弗逊悬架的运动学模型,通过对模型中相应关节施加运动约束,从而获得车轮跳动时车轮定位角的变化和轮胎包络,为整车后续设计提供了理论数据^[10]。

国外对麦弗逊式悬架的研究：国外对于悬架系统的研究开始的比较早，在19世纪50年代，janeway准则和k系数法就相继被提出，这两项理论都做了大量的试验，其中试验的基础都是振动试验台，采用正弦激振的方式输入，但是所研究的成果不是很满意，究其原因主要是没有分析汽车随机振动所产生的影响。19世纪80年代，《人体承受全身振动评价—第一部分：一般要求》被颁布，从而给各大企业对于悬架的研究提供了一个要求和标准。到目前为止，国外对于悬架系统的研究已经达到了比较成熟的阶段，可以说，麦弗逊悬架的研究已经趋于成熟，国外技术人员开始研究新类型的悬架，虽然关于麦弗逊悬架的技术比较成熟，但是很多国外汽车普遍采用麦弗逊悬架，主要是因为其性价比很高。guangzhong xu, nong zhang, holger roser等人介绍了一个液压互联悬架概念（hpis）和零偏差的悬架刚度特性^[11]；bong soo kim, kyung il bae, sehyun chang等人确定了来自汽车后悬架的爆震噪声的来源和影响因素，并说明了操纵稳定性如何影响悬架爆震噪声和乘坐舒适性^[12]；shinichi nishizawa，takahiro nakamura, kazuo furukawa等人开发了一种可编程的弹簧作用力的矢量发生器，可模拟悬架系统内的螺旋弹簧反作用力矢量^[13]；aditya anant patil开发出一种可用于运动学分析的麦弗逊悬架，对工程师来说容易获得和熟悉^[14]; yong sub yi, joonhong park等人开发了一个悬架设计规范，可以实现系统和自动悬架特性参数，能够得到很高的计算效率和快的收敛速度^[15]。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容和目标：（1）本设计采用东风标致308轿车主要参数：外型尺寸（长x宽x高）（mm）：4558 x 1805 x 1505、整备质量（kg）：1415、轴距（mm）：2612、最小离地间隙（mm）：120、前轮距/后轮距(mm)：1525/1522 （2）前独立悬架总体方案的确定；（3）前独立悬架的设计：包括弹性元件的计算、导向机构的设计、减振器的设计等；（4）完成前独立悬架的总装配图和典型零件图；（5）编写设计说明书。

拟采用的技术方案和措施：本课题以东风标致308轿车为研究对象，对其前独立悬架进行研究。根据该悬架的特点和国家标准，利用所学过的理论力学、材料力学、机械原理、以及机械设计等基础知识对该悬架进行结构设计，确定其结构方案、参数和材料。在此基础上，利用ug三维建模软件建立该汽车前悬架的三维模型，将该悬架的三维模型载入adams软件，进行运动学仿真，并根据国家标准对其进行分析，最后对个别零部件通过ansys软件进行力学分析和校核，如果不满足要求则再进行优化改进。在取得成果的基础上，撰写毕业设计说明书，利用所学的机械制图知识和cad软件导出最终的工程图。流程图如图1所示。

图1 设计工作流程图

3. 研究计划与安排

1（7 学期第20周） 确定毕业设计题目、毕业设计任务书(相关参数)、校内资料收集

2（8 学期第1周） 方案构思、文献检索、完成开题报告

3～4（8学期第2-3周） 外文翻译、资料再收集

5～7（8学期第4-6周） 设计计算、草图绘制

4. 参考文献（12篇以上）

1 刘守银，周忍.麦弗逊悬架减振器侧向力分析综述[j].汽车实用技术，2014.10

2 李成. 基于optistruct 的麦弗逊悬架下控制臂优化[j].计算机铺助工程，2012.10

3 任成龙，吴冬铃.普及型轿车悬架性能优化及整车平顺性研究[j].机械设计与制造，2014.7

4 岳峰丽，蔡玲.车辆麦弗逊悬架运动仿真研究[j].沈阳理工大学报.2012.8