教案汽车悬架理论与设计

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,汽车悬架理论与设计,授课对象：2004级本科生,教 研 室：汽车系,任课教师：李 静,车辆工程专业选修课程,10/8/2024,1,第一章 绪论,1.2 前轮定位参数及独立悬架导向机构,教学目的：复习前轮定位参数概念，掌握独立悬架导向机构结构简化模型，了解设计任务和步骤,教学重点和难点：双横臂和滑柱摆臂悬架导向机构简化，前轮定位参数,前轮定位参数简介,主销后倾角,主销内倾角,车轮外倾角,前轮前束,A,-,B,10/8/2024,2,1.1 主销后倾角,定义,在汽车纵向平面内，主销,BD,向后倾斜一个角度，即为主销后倾角,。,AC,轮胎中心垂直线；,A,轮胎中心垂直线与地面交点；,BD,主销轴线；,B,主销轴线与地面交点；,l,AC,与,BD,的距离；,M,干扰力矩,主销后倾角及自动回正作用,主销后倾角的自动回正作用,在干扰力矩,M,作用下，车轮前端向纸面内偏转，汽车偏离直线行驶方向。而地面与车轮之间的侧向附着力,FY,产生绕主销的回正力矩，该力矩方向与干扰力矩,M,的方向相反，在其作用下，转向轮自动回到直线行驶状态。,10/8/2024,3,1.2 主销内倾角,定义,在汽车横向平面内，主销上部向内倾斜一个角度，即为主销内倾角,。,主销后倾角的自动回正作用,转向轮在外力作用下转过一个角度时，车轮最低点将陷入地面以下，但实际上车轮最低点不可能陷入路面以下，因此在车辆重力作用下连同汽车前部被上抬一个高度，使转向轮回到直线行驶的状态 。,主销内倾角及自动回正作用,BD,-,主销轴线；,EF,-,转向节轴线；,FG,-轮中心平面；,O,1,O,2,-竖直线,10/8/2024,4,1.3 车轮外倾角,定义,在汽车横向平面内，转向轮向远离主销上部方向倾斜一个角度，即为车轮外倾角,。,车轮外倾角的作用（使满载时车轮中心平垂直地面，减少轮胎偏磨顺）,若汽车空载时车轮无外倾，即车轮中心面垂直路面，则满载时重力作用使车轮中心面向内倾斜一个角度，加速轮胎偏磨损；若汽车空载时车轮存在一定的外倾，则满载时可以使车轮中心平面垂直于地面，减少轮胎偏磨损；但车轮外倾不宜过大。,车轮外倾角,BD,-,主销轴线；,EF,-,转向节轴线；,FG,-轮中心平面；,O,1,O,2,-竖直线,10/8/2024,5,1.4 前轮前束,A-B,定义,两前轮后边缘距离,A,与前边缘距离,B,之差，称为前轮前束。,前轮前束的作用（抵消车轮外倾的滚锥效应）,外倾角的存在使车轮滚动类似滚锥，即滚动时两前轮向外滚开，同时车轮受到前桥及转向横拉杆的限制，车轮不能向外滚开，出现边滚边滑的状况，加剧了轮胎的磨损。前轮前束的存在则使车轮滚动接近正前方。,10/8/2024,6,2.1 双横臂独立悬架导向机构(,点击察看实物结构,),双横臂独立悬架导向机构简图,O,2,H,2,L,2,L,1,O,1,S,H,1,P,B,E,D,F,G,O,x,z,y,L,2,上摆臂摆动轴线;,O,2,D,上摆臂轴线;,L,下摆臂摆动轴线;,O,B,下摆臂轴线;,B,下摆臂球销中心;,D,上摆臂球头销中心,;,BD,主销轴线;,BDEFP,转向节;,EF,转向节轴线;,E,主销轴线与和转向节轴线交点;,FG,车轮半径;,O,2,上摆臂轴线与其摆动轴线的垂足;,摆臂轴线与其摆动轴线的垂足;,S,转向横拉杆断开点;,P,转向节臂球销中心;,H,2,螺旋弹簧在下摆臂上的固定点;,SP,转向横拉杆;,H,1,螺旋弹簧在车架上固定点 ;,双横臂独立悬架导向机构及设计任务,PW,转向节臂;,W,10/8/2024,7,2.2 双横臂独立悬架前轮定位参数,双横臂独立悬架导向机构简图,O,2,H,2,L,2,L,1,O,1,S,H,1,P,B,E,D,F,G,O,x,z,y,10/8/2024,8,2.3 双横臂独立悬架的设计任务及设计步骤,以前悬架为双横臂独立悬架（弹性元件为扭杆）为例：,设计任务,确定,O,1,、,O,2,和,S,点坐标,主要设计步骤,根据悬架主要零件尺寸，确定主要关键点的间距,确定扭杆弹簧的安装角度,确定是否安装横向稳定杆,确定各点坐标，进行悬架运动学计算，检查前轮定位参数变化趋势是否合理,根据轴荷及弹性元件刚度进行悬架力学计算，确定悬架刚度，偏频及平衡位置,计算前后悬架侧倾角刚度及整车侧偏角，确定是否安装横向稳定杆,O,2,H,2,L,2,L,1,O,1,S,H,1,P,B,E,D,F,G,O,x,z,y,10/8/2024,9,3.1 双横臂独立悬架导向机构(,点击察看实物结构,),滑柱摆臂独立悬架导向机构及设计任务,滑柱摆臂独立悬架导向机构简图,O,摆臂在车架固定点(垂足);,L,摆臂摆动轴线 ;,OB,摆臂轴线,;,B,摆臂球销中心;,D,悬架在车架上固定点(球销中心);,BD,主销轴线;,L,减振器轴线(与,BD,不共线);,C,减振器杆与油缸交点;,A,减振器活塞中心;,EF,转向节轴线;,E,转向节轴线与减振器轴线交点;,F,车轮中心;,FG,车胎半径;,G,车轮接地点;,H,1,弹簧下支点;,H,弹簧下支点;,S,转向梯形断开点;,P,转向节臂（转向梯形臂）球销中心;,T,由摆臂球销中心向减振器轴线作垂线的垂足,10/8/2024,10,3.3 滑柱摆臂独立悬架的设计任务及设计步骤,设计任务,确定,O,、,S,和,D,点坐标,主要设计步骤,根据零件尺寸确定各点间距,确定弹簧刚度和自由长度,确定是否安装横向稳定杆,确定各点坐标，进行悬架运动学计算，检查前轮定位参数变化趋势是否合理,根据轴荷及弹性元件刚度进行悬架力学计算，确定悬架刚度，偏频及平衡位置,计算前后悬架侧倾角刚度及整车侧偏角，确定是否安装横向稳定杆,10/8/2024,11,本节小结,复习了前轮定位参数及其作用,介绍了双横臂独立悬架和滑柱摆臂独立悬架导向机构结构简化模型,介绍双横臂独立悬架和滑柱摆臂独立悬架的设计任务和设计步骤,！重点掌握：针对实车悬架准确说出前轮定位参数,！重点掌握：针对双横臂和滑柱摆臂悬架实物能对应画出结构简图,10/8/2024,12,红旗轿车安装的双横臂独立悬架,1-下摆臂轴 2-垫片3-下球头销 4-下摆臂 5-螺旋弹簧 6-筒式减振器 7-橡胶垫圈 8-下缓冲块 9-转向节 10-上缓冲块 11-上摆臂 12-调整垫片 13-弹簧 14-上球头销 15-上摆臂轴 16-车架横梁,返回,10/8/2024,13,富康轿车安装的双横臂独立悬架,1-螺旋弹簧2-筒式减振器 3-转向节 4-连接杆 5-球头销 6-下摆臂 7-横向稳定杆 8-前托架,返回,10/8/2024,14,