实例悬架系统设计计算报告分解Word文档下载推荐.docx
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图1前悬架结构形式
1.2.2后悬架的结构形式
■
图2后悬架结构形式
1.3计算的目的
通过计算，求得反映其悬架系统性能的基本特征量，为零部件开发提供参考。
计算内容主要包括悬架刚度、偏频、静挠度、动挠度、侧倾刚度和减振器阻尼等。
2悬架系统设计的输入条件
表1悬架参数列表
CA07
标杆车
质心高
（mm
空载
695
半载
743
满载
750
前轮距（mm
1415
1386
后轮距（mm
1430
1408
轴距（mm
2650
2700
空载质量（kg）
1194
1180
满载质量（kg）
1864
1850
前轴荷
（kg）
550
560
628
642
669
682
后轴荷（kg）
644
620
906
878
1195
1181
前悬架非簧载质量（kg）
80
后悬架非簧载质量（kg）
120
3悬架系统偏频的选取及悬架刚度计算
前后悬架固有频率的匹配应合理，对乘用车，要求前悬架固有频率略低于后悬架的固有频率，还要不允许悬架撞击车架（或车身）。
由标杆车试验数据得出（表2）：
表2标杆车悬架刚度试验表
试鑿
■:
轮背（kg）
后轴
<
$
'
kg）
tQxn}
■kg）
\TTTITl,
g
碾些（mm）
t切
113301》
Kd
to
空馥
1176
55S
274
4006
3?
9.1
313
41S.S.
307
422J
100
1276
5勢
29?
395J
3対滋
343
415.2
535
41SJ
225
1403
645
323
越9
■■■
3SS.6
75'
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网丹
374
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1479
693
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3S4.S
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3S3.3
7S6
3%
406,16
390
409.9
400
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珈
JS1.6
JS11
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S5
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3卯.71
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402.5
525
1706
6S*
M3
3S1S
246
3S1J
1017
512
3S^.S
505
392J
600
rsi
716
376.S
3762
1065
54€i
3S42
725
1906
74S
372
573.5
刃&
3721
115S
583
375.9
575
379.3
17S1
115
556
3110
259
low
536
3S1.1
530
3S60
69?
34?
JS2.7
廿0
3S15
1014
510
3S5J0
504
33S1
115時
69：
546
3S19
352
379.7
SSO
444
395.0
436
3962
1477
S45
250
379.5
732
妙
40L?
5SS
4065
1402
J19
3S7.J
223
3S6S
760
JS3
404.9
37?
40S4
58：
2SS
395.5
:
>
3
3961
351
401曲
544
4140
亨馥
1174
27J
3990
S：
3甥0
619
314
4165
305
4193
由于左、右轮载做实验时存在误差，现取其平均值计算载荷，高度变化值。
由上表取值：
前轴荷为556kg，后轴荷为620kg。
前轴荷为689kg，后轴荷为1017kg。
分别取对应载荷左右高度差平均值的差值得：
前轴荷变化量为689-556=133kg，位移为399.85-381.75=18.1mm；
后轴荷变化量为1017-620=397kg，位移为420.65-389.55=31.1mm;
故前悬架刚度为：
（133/2X9.81）/0.0181=3.61X104N/m
后悬架刚度为：
（397/2X9.81）/0.0311=62.5X104N/m
n=丄J-C（Hz）
2冗Ym
以上可以看出，标杆车的偏频并不好，需要优化；
选取CA07的前悬架半载偏频n1半=1.56Hz，后悬半载偏频n2半=1.85Hz,满
载偏频n2满=1.70Hz;
代入方程
（1），并除去非簧载质量前悬80kg，后悬120kg,CA07前、后悬悬架刚度分别为：
C=32.22X104N/m；
C2=83.66X104N/m；
代入方程
（1），CA07前、后悬空、半、满载偏频为：
n2空=1.97Hz;
n2半=1.64Hz;
n2满=1.40Hz;
前悬空载偏频m空=1.32Hz;
后悬空载偏频
前悬半载偏频n1半=1.22Hz;
后悬半载偏频
前悬满载偏频n1满=1.18Hz;
后悬满载偏频
以上计算参数汇总见表3。
表3计算参数汇总
计算项目
CA07计算结果
前悬架偏频（Hz）
1.32
1.38
1.22
1.27
1.18
后悬架偏频（Hz）
1.97
1.78
1.64
1.45
1.40
1.33
空载偏频比
0.67
0.78
半载偏频比
0.74
0.88
满载偏频比
0.84
0.92
前悬架刚度（N/mn）
32.22
36.01
后悬架刚度（N/mn）
83.66
62.55
4弹簧计算4.1弹簧刚度的计算
车轮与路面接触点和悬架弹簧的安装点不同，但在悬架杆系中具有一定的几何关系，因此，悬架刚度和弹簧刚度存在一定得比例关系，也就是说，悬架刚度和弹簧刚度存在一定得传递比，如图3所示：
（2）
图3传递比示意图
L*A—
iy=Fw/Nv,h=b/a
ix=f/fF=b/a
（3）
式中:
ix――行程传递比
iy――力传递比
Fw——弹簧力
Nv,h——簧上质量
f――车轮行程
F——弹簧行程
通过上述公式可以求得弹簧刚度（悬架刚度前面已计算得到）cf:
Cf=Fw/fF=Nv,h•iy•ix/f
（4）
Cv,h=Nv,h/f
CF=Cv,h•iy*ix
CF——弹簧刚度
Cv,h——悬架刚度
图4麦弗逊悬架传递比示意图
经过推导，麦弗逊悬架传递比为:
（6）
ix=1/（cos（§
o—a））
（c+o）ctg（P+6-a）-t
i=cos（6"
）+只0+dtgd+tcos（60-a）+（c+o）dn©
—a）
其中:
6=9.431°
0=3.678°
Ro=21.813mm
C+o=621.754mm
3=11.55°
d=194.625mm
代入公式（6）、（7）中计算得出：
ix=1.005
iy=1.112
代入公式
（2）计算得出前悬架弹簧刚度为:
Cs=（Ci/2）xixXiy=32.2N/mm；
图5后悬架半载刚度计算示意图
参照图5所示后悬架刚度计算示意图，计算后钢板弹簧的刚度。
根据CA07车型需要，后悬架采用变刚度钢板弹簧：
Cs2=C22
Cs2=52.8N/mm（空、半载）59N/mm（满载）77N/mm（副簧完全工作）4.2前螺旋弹簧钢丝直径的计算
根据刘惟信主编的《汽车设计》，弹簧的刚度计算公式:
Cs*
8Dm・i
（8）
G――弹簧材料的剪切弹性模量，7.9X10MPa;
i――弹簧工作圈数，8.5圈;
Dm——弹簧中径，91mm
d――弹簧簧丝直径
将以上数值代入公式得:
d=12mm
5悬架系统静挠度计算
理论研究和使用经验证明：
汽车前、后悬架与其簧载质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车平顺性的主要参数之一。
现在汽车的质量分配系数8=
P7ab=0.8〜1.2,
不存在联系。
此时,
可以近似的认为8=1。
这样，前、后轴上方车身两点的振动前、后部分车身的振动频率（亦称偏频）可表示为：
而悬架的静挠度与簧载质量和悬架刚度的关系为:
（10）
……（11）
fci=mg/Ci，fc2=mg/C2；
n1出/Jf"
n小5/Jfc2（g取981cm/s2）;
式中：
n1,n2为前、后悬架的偏频；
fc1,fc2为前、后悬架在簧载质量m、m2作用下的静挠度;
C,C2为前、后悬架的刚度。
由式（11）计算静挠度，见表4:
表4静挠度值汇总
项目
前悬空载/（mm）
14.4
13.05
前悬半载/（mm）
16.79
15.41
前悬满载/（mm）
18.04
16.69
后悬空载/（mm）
6.42
7.89
后悬半载/（mm）
9.27
11.96
后悬满载/（mm）
12.68
14.15
空载前后挠度比值
2.24
1.65
半载前后挠度比值
1.81
1.29
满载前后挠度比值
1.42
6悬架侧倾角刚度计算
悬架的侧倾角刚度是指簧载质量产生单位侧倾时悬架给车身的弹性回复力
矩，悬架侧倾角刚度的大小对车身侧倾角有很大影响，总体设计中要求在侧倾惯
性力等于0.4倍车重时，乘用车车身侧倾角小于4°
。
6.1前悬架侧倾角刚度计算
前悬架的侧倾角刚度由两部分共同作用，即螺旋弹簧引起的侧倾角刚度与横向稳定杆引起的侧倾角刚度:
（⑵
°
帥，横向稳定杆引起的等效侧倾角刚度，N-mm/rad;
C®
，螺旋弹簧引起的侧倾角刚度，N-mm/racO
忽略衬套影响时，横向稳定杆的角
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