麦迪逊悬架cad【14张】＋三维图＋设计说明书

摘  要
随着能源的日益枯竭，全球环境暖化，有关于汽车前悬开发和应用的问题逐渐成为各国汽车产业积极开拓和创新的焦点。全球汽车发展格局正迎来重大改变，在未来车辆将随着高效、安全、节能、环保、零污染、零排放进行改革创新，“新能源汽车”这一概念也随之成为业界关注的重点，成为各国在汽车产业方面竞相研发的目标。
本课题的设计题目是纯电前驱SUV前悬结设计。在本设计中，选取的参考车型是途观L的相关参数进行麦弗逊悬架的设计。以悬架为主要设计中心，一是减震机构的设计；二是弹簧的有限元刚度分析；以达到适合该车型的强度的要求。此次设计主要是采用汽车设计的经验参数和大学里所学机械设计中毕业内容和汽车设计、汽车构造的理论进行实践，学会用 AUTO CAD,Solidworks等画图软件进行基本的建模和制图,并不断加强自身能力。

关键词：汽车，前悬，弹簧，减震机构，刚度分析

目 录
1 绪论    1
1.1 本设计的研究背景    1
1.1.1 国外研究现状    1
1.1.2 国内研究现状    1
1.2 课题研究的目的及意义    2
1.3 本设计的研究内容    3
2 总体方案论证    4
2.1 非独立悬架与独立悬架    4
2.2 独立悬架结构形式分析    4
2.3 悬架选择的方案确定    4
3 悬架主要参数的确定    6
3.1悬架的空间几何参数    6
3.2悬架的弹性特性和工作行程    6
3.2.1悬架频率的选择    6
3.2.2悬架的工作行程    6
3.2.3悬架刚度计算    6
4 悬架主要零件的设计    7
4.1螺旋弹簧的设计    7
4.1.1螺旋弹簧的刚度    9
4.1.2计算弹簧钢丝直径    9
4.1.3确定钢丝直径    10
4.1.4弹簧校核    10
4.2减振器结构类型的选择    11
4.2.1减振器参数的设计    16
4.3控制臂设计    19
4.3.1控制臂结构设计    19
4.3.2衬套设计    24
4.3.3摆臂球销计算    23
5 螺旋弹簧有限元介绍    24
5.1 solidwork软件介绍    24
5.2螺旋弹簧有限元网格划分    25
5.3螺旋弹簧有限元刚度分析    27
5.4螺旋弹簧有限元强度分析    27
致谢    30

第1章 绪论
1.1 本设计的研究背景 
随着中国经济得到明显提升，人民更加追求生活水平，并伴随着汽车的发展，汽车已经是人们日常生活当中不可缺少的交通工具，因此，人们对汽车的舒适度、安全性以及操作性越来越看重，汽车也随着人们的需求不断的完善[1]。对于汽车来说，舒适性、安全性和操作性主要取决于汽车的基础设计悬架、其中作为悬架的组成部分之一的前悬架，也是重中之重[2]。同时悬架也作为汽车安全性的重要组成之一，生产出既安全又舒适性的悬架是很困难的[3]。麦弗逊式独立悬架是悬架系统中比较好的存在，它结构简单、成本低、舒适性的优点使它得到了广泛的应用。同时，汽车悬架作为连接车架驱动装置的设备，还是保证车辆行驶的重要保障。所以，车辆悬架通常作为重要零部件被作为衡量车辆质量的唯一标准。
1.1.1国外研究现状 
国外Deubel Clemens;Vincenz Hannes Jochen;Prokop Günther共同发表的“考虑实际安装情况的麦弗逊悬架减振器摩擦试验”[5]中一文提到由于麦弗逊悬架系统的特定布局,减振器受到垂直于自身位移轴的变化量载荷,因此产生一定的摩擦力。特别是在轮胎接触斑处存在侧向力的情况下,例如在侧偏的情况下,会产生额外的摩擦力。为了准确考虑车辆动力学和舒适性的实际摩擦力大小,研究减振器摩擦力对作用剪切力的影响至关重要。然而,目前缺乏考虑车辆中减振器的实际载荷情况的知识[6]。因此,目前还没有普遍建立的考虑剪力的试验方法。在静态有限元分析的帮助下,开发了一个试验台架来研究减振器摩擦复制悬架安装情况。在第一步中,通过逆向工程方法将一个完整的悬架转化为有限元模型。特别注意弹簧力,它们在剪力减小方面表现出强烈的多轴性。随后,对双筒式减振器的减振器筒体、活塞和内壳体的应力特性进行了研究[7]。考虑到在剪切力作用下进行减振器试验时可能出现的各种载荷工况,一个特定的试验装置显然能够准确地再现真实的载荷情况。该测试布局在水力振荡器测试平台上实现,并允许研究与载荷相关的摩擦特性[8]。
1.1.2国内研究现状 
高坤明、郭宗和、于瑶瑶和张裕晨等研究者通过多层次遗传学分析，提出了一种新的麦弗逊前悬架的改良技术，该技术可以解决汽车的车身垂直加速度和轮胎动位移之间的明显冲突，从而实现汽车的减震和稳定。通过虚位移原理，我们可以得到麦弗逊前悬架的刚度，这一结论可以通过分析受力情况来证明。我们可以通过计算每个部件的弯曲位置和扭转位置来得到麦弗逊前悬架的线性刚度。为了更好地理解这一结论，我们还可以使用多目标遗传算法来优化麦弗逊的悬挂系统，从而实现更精确的数值仿真。通过进一步的模拟，我们发现麦弗逊悬挂系统在进行多重目标优化之后，其表现出色，大大提高了电动汽车的驾驶体验，并且更加平稳。
1.2 课题研究目的与意义 
如果将汽车的支柱或者框架直接固定在轮子或者链条上，那么在遇到不平坦的道路或者受到来自地面的撞击时，乘客可能会非常疲劳。这主要归咎于缺乏支柱或者框架的支撑。支柱或者框架通常被称作支撑系统，它们通常用来连接支柱或者链条。该装置的主要功能是通过弹簧将身体与车桥联结起来，从而降低在行驶过程中产生的冲击力[12]，确保货物的安全与乘客的舒适；此外，通过抑制弹簧产生的振动，可以让汽车在行驶过程中维持一个稳定的姿态，提高驾驶的安全感；另外，悬挂系统还负责传导垂直反力、横纵反力（诱导力、制动力）、侧向反力，将其产生的扭矩传导给车体，从而确保整个过程的流畅。此外，如果车轮与身体发生碰撞，也可能会影响整个过程的流畅度。当汽车需要方位调整时，车轮的行驶路径必须满足规则，所以悬挂系统就扮演着指引汽车沿着规则的路径前进的重任。
1.3 本设计的研究内容
此次设计内容为：
1.零件选型设计：根据参考大众ID4、途观L、途观、哪吒U、极狐、小鹏G6、问界M5车型所得的相关参数，选择合适的螺旋弹簧、减振器、衬套、控制臂设计、衬套计算等。
2.布置空间：对选定的零件进行布置，考虑它们在车内的安装位置及布局，确保它们与其他部件的协调性和空间利用率。
3.刚度计算校核:进行悬架的刚度计算,使其满足整车质量等相关参数。

 

 

 

第1章 绪论
1.1 本设计的研究背景 
随着中国经济得到明显提升，人民更加追求生活水平，并伴随着汽车的发展，汽车已经是人们日常生活当中不可缺少的交通工具，因此，人们对汽车的舒适度、安全性以及操作性越来越看重，汽车也随着人们的需求不断的完善[1]。对于汽车来说，舒适性、安全性和操作性主要取决于汽车的基础设计悬架、其中作为悬架的组成部分之一的前悬架，也是重中之重[2]。同时悬架也作为汽车安全性的重要组成之一，生产出既安全又舒适性的悬架是很困难的[3]。麦弗逊式独立悬架是悬架系统中比较好的存在，它结构简单、成本低、舒适性的优点使它得到了广泛的应用。同时，汽车悬架作为连接车架驱动装置的设备，还是保证车辆行驶的重要保障。所以，车辆悬架通常作