摘 要

随着科技的发展,人们操纵稳定性、对驶平顺性以及乘坐舒适性和安全性的要求越来越高，而这些性能又与悬架密切相关。因此汽车悬架系统的设计关系到汽车各方面使用性能的优劣，具有极为重要的理论和实际应用意义。

此次设计依据东风标致3008的官方技术参数资料，参考相关汽车设计书籍，完成了该车型麦弗逊式前独立悬架的结构型式分析和选择以及悬架重点零部件的设计和校核，如减振器、悬架用螺旋弹簧、三角型下摆臂和横向稳定杆等。应用CATIA V5三维设计软件建立了该悬架系统的三维数学模型，对该系统进行了多体动力学定义和分析，揭示了此悬架的空间结构特征；并初步探讨了悬架的各种优化设计途径：通过基于ADAMS的悬架硬点对前轮定位参数变化的影响分析，找到了悬架运动过程中各参数的变化规律，提出了相对简单、使用的麦弗逊式前悬架系统的优化设计方法。

关键词：麦弗逊式独立悬架 CATIA三维模型 分析 优化

Abstract

With the development of automobile industry technology, the requirements of ride comfort, handling stability, riding comfort and safety are becoming higher and higher. Vehicle ride comfort is closely related to suspension. Ride comfort is one of the main performances of modern high speed and high efficiency vehicles, and ride comfort directly affects people and vehicles. The ride comfort of a car has a direct bearing on occupant comfort, work efficiency and health. Because people pay more attention to ride comfort and safety of automobiles, and the suspension system of the automobile has also been put forward a very high request. Therefore, suspension design is related to the performance of automobile, and has an important theoretical and practical significance.

The design is based on the Dongfeng Peugeot 3008 official technical parameter information, refer to the relevant vehicle design books, completed the design and check of the structure models of Mcpherson type independent front suspension analysis and selection and suspension key parts, such as shock absorber, suspension with spiral spring, triangular arm and stabilizer bar. A three-dimensional mathematical model of the suspension system is established by using CATIA V5 3D design software, based on the multi-body dynamics definition and analysis, reveals the spatial structure characteristics of the suspension. In addition, explore the various ways of suspension optimization design: through the analysis of the influence of front wheel alignment parameters change ADAMS suspension based on hard point the variation of parameters, suspension movement in the process to find the proposed optimization design method is relatively simple, using the Mcpherson type front suspension system.

Key Words:Mcpherson independent suspension, CATIA 3D model, analysis, optimization

目录

第1章 绪论 1

1.1课题研究目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 悬架系统国内外研究现状 1

1.2.2 虚拟现实技术和国内外仿真软件 2

1.3 研究预期目标 2

第2章 悬架系统概述 4

2.1 悬架的功用和组成 4

2.2 悬架类型和特点 4

2.3 悬架的设计要求 4

第3章 悬架主要参数的确定 5

3.1 主要技术参数 5

3.2悬架刚度的计算 5

3.3悬架的动挠度 6

3.4 悬架弹性特性 6

第4章 悬架各部件的优化设计分析 8

4.1 悬架用螺旋弹簧的设计 8

4.1.1 螺旋弹簧的结构形式 8

4.1.2 螺旋弹簧材料的确定 8

4.1.3 螺旋弹簧的设计计算 8

4.1.4 螺旋弹簧的校核 10

4.2 减震器的设计 11

4.2.1 减震器的工作原理 12

4.2.2 减震器的阻力-速度特性 12

4.2.3 相对阻尼系数ψ 12

4.2.4 减震器阻尼系数的确定 13

4.2.5 最大卸荷力的确定 13

4.2.6筒式减振器工作缸直径D的确定 14

4.3 横向稳定杆的设计 14

4.3.1 横向稳定杆的作用 14

4.3.2 横向稳定杆的结构和材料 15

4.3.3 横向稳定杆优化设计分析 15

4.4 滑柱总成的结构元件设计 16

4.4.1 缓冲块 16

4.4.2 滑柱上支撑总成 16

4.4.3 滑柱轴承 17

4.5 三角控制臂（下横摆臂）的设计 17

4.5.1 三角臂的结构和工作原理 17

4.5.2 三角臂的优化分析 17

4.6 转向节及转向横拉杆的设计 17

第5章 悬架硬点对前轮定位参数变化的影响分析 19

5.1建立模型 19

5.1.1 模型分析 19

5.1.2 模型关键点的坐标 19

5.1.3 建立仿真模型 20

5.2 仿真分析及模型验证 20

5.3 改进设计结果分析 21

第6章 基于CATIA V5的三维模型建立 23

结论 24

参考文献 25

致谢 26

第1章 绪论

1.1课题研究目的及意义

伴随着汽车工业的不断发展以及汽车数量的持续增加，汽车已经成为人们生活中最重要的运输交通工具。尽管汽车作为方便快捷的出行工具的功能已经实现，但随着科技的发展，人们对汽车各个方面性能的要求也更加严格，例如汽车的操纵稳定性、平顺性以及舒适性能，因此，汽车悬架系统的各项性能也得到了快速的发展。

汽车的悬架系统总成可以看作是车轮之间或者说车架与车桥之间所有的连接装置。悬架系统最主要的作用是在连接车架与车桥的同时，并传递车架与车桥间的所有力矩和力，例如支撑力、驱动力和制动力。除此之外，悬架系统还可以减轻外界环境传递给车体的冲击载荷以及因此而来的振动，并缓和减小车体及车上物品的动力符合，从而保证乘客的舒适性及车辆在行驶过程中的平顺性。在车辆行驶过程中产生的所有力，例如侧向反力、纵向反力、垂直反力及其他的力，这些力都会作用于悬架上，所以悬架性能的好坏会对汽车行驶性能起到非常重要的影响。