摘 要

悬架是现代汽车上非常重要的组成部分，悬架对汽车的舒适性与操控性有着重要的影响。本文首先介绍了悬架的作用对车辆性能的具体影响，然后主要详细介绍了对新捷达轿车扭力梁后悬架的设计过程，以满足捷达汽车行驶要求为目的，对其后悬架以及主要零部件进行了设计计算。

结合了安全性、舒适性与经济性等多方面的考虑，我选择了扭力梁后悬为我所设计的悬架类型，结合大学四年中所学的专业知识，查阅了大量的相关资料以及相应车型具体参数，完成了这次设计任务。本文设计部分中包含了悬架的选型、悬架相应参数的设计计算、减震器的选型与计算、螺旋弹簧的设计计算与强度校核，并运用CATIA对设计悬架进行了模型的建立。最终对此次毕业设计的整个过程进行了总结。

通过本次对扭力梁非独立后悬架的设计，已经可以基本满足捷达的正常行驶以及安全性要求，达成了我最初的设计目的。

关键词：扭力梁非独立后悬架 减震器 螺旋弹簧 CATIA

Abstract

Suspension is a very important part of modern cars, the suspension has an important impact on the comfort and handling of the car. This paper describes the role of the specific impact of the suspension on vehicle performance, after the main details of the new Jetta torsion beam suspension design process, in order to meet requirements for the purpose Jetta car with its rear suspension and the main zero parts of the design calculations.

Combines many consider the safety, comfort and economy, etc., I chose the torsion beam rear suspension is a suspension of the type I design, combined with the four-year university learned expertise, access to a lot of relevant information and corresponding vehicle specific parameters, we completed the design task. Design section of this article contains a selection of suspension, the suspension of the corresponding parameter design calculation, selection and calculation of the shock absorber, coil spring design calculation and strength check, and the use of CATIA for designing the suspension was the model set up. Eventually the whole process of this graduation project are summarized.

By this design of the non-independent torsion beam rear suspension, it has been able to basically meet the Jetta normal driving and safety requirements, and reached my initial design purposes.

Keywords：Non-independent torsion beam rear suspension；Shock Absorber；A coil spring；CATIA

目 录

第1章 绪 论 6

1.1悬架基本概念 6

1.2 悬架对汽车主要性能的影响 6

1.2.1悬架对汽车平顺性的影响 6

1.2.2悬架与汽车操纵稳定性 11

1.2.3悬架弹性特性 12

1.3 悬架的设计要求 12

第2章 悬架主要参数的确定 13

2.1悬架静挠度 14

2.2悬架动挠度选取 14

2.3悬架刚度设计计算 15

2.3.1悬架线刚度 16

2.3.2悬架侧倾角刚度设计选取 16

第3章 减振器设计 17

3.1相对阻尼系数 18

3.2减震器阻尼系数的确定 18

3.3减震器最大载荷力F₀计算 18

3.4减震器工作缸直径D计算 19

第4章 螺旋弹簧设计 21

4.1螺旋弹簧的刚度 21

4.2 计算弹簧钢丝直径d 21

4.3弹簧强度校核 21

第5章 扭力梁悬架ADAMS仿真分析 24

5.1 ADAMS简介 23

5.2 悬架的建模原理 23

5.3 悬架系统的建立 23

5.4车轮跳动的悬架运动学仿真分析 24

5.4.1设定参数 25

5.4.2图线分析 25

结 论 28

参考文献 30

致谢 31

绪 论

1.1悬架基本概念

悬架是指在车辆上连接车轮与车架，可以传递车桥与车身之间的力，在车辆行驶过程中调节车身高度的构件。弹性元件、导向机构和减振器是悬架的组成部分，除此之外，有些悬架中还设置了横向稳定杆^[2]。弹性元件受力之后产生的震动如果没有阻尼的作用将会一直持续下去，影响乘坐舒适性，因此，在悬架上设置减震器来缓和震动，使振幅减小。导向机构的作用是对车轮的运动趋势加以限制，而且它还是车轮与车架之间的传力机构。一些悬架还设置了缓冲块来限制移动行程，来避免车轴对车架或车身的直接撞击。横向稳定杆的作用是减少车辆转弯时的侧倾。

1.2 悬架对汽车主要性能的影响

随着汽车行业的发展，人们对汽车的要求也越来越高，汽车不仅仅作为一个代步的工具，人们在驾驶时对汽车也提出了更高的要求，除了最基本的行驶性，操控稳定性与行驶平顺性也是我们关注的重点，悬架则与上述两种性能息息相关。

1.2.1悬架对汽车平顺性的影响

平顺性是乘客乘坐车辆时舒适程度的一个评价指标，在运送的整个过程中，为了使所有的运输物品都能过顺利安全的输送到目的地，对于汽车的平顺性有很大的要求。对于汽车平顺性的提升，可以很好的提升汽车在运输中的效率，而且对于汽车的耗油量的大小也可以进一步的减少，与此同时，汽车的相关的零部件在一个平顺的工况下工作时，也有利于延长其使用年限。

当前，在设计评估汽车的平顺性的好坏的时候，一般还是会参考国际上的指标来进行评估，通常情况下国际标准（IS02631）研究的对象是把乘坐汽车的乘客承受的疲劳-降低工效界限表示为振动加速度均方根值随汽车在行驶过程中的震动的频率变换大小的函数模型^[5]。在进行垂直振动的实验过程中，可以很清楚的发现，人们对于振动的频率在4到8Hz的比较敏锐，因此在这个值上面的振动频率所对应的界限值处在一个比较小的位置。为能够让乘客在汽车的行驶过程中，乘客受到的振动低于其可以承受的疲劳的界限值，通常一般会采用悬架来进行降低其振动加速度均方根值。从下面的图中可以很清楚的看到，对于汽车固有频率值比较小时，车身加速度均方根值在图中也处在一个相对小的位置。