NJ6981车前悬架设计[毕业论文+CAD图纸]

车辆工程毕业论文课题：NJ6981车前悬架设计含毕业论文说明书、开题报告、CAD图纸、开题报告、英文翻译

NJ6981车前悬架设计[毕业论文+CAD图纸]

Design of NJ6981 car front suspension system

摘要

悬架是现代汽车上的重要总成之一。其主要任务是传递作用在车轮与车架（或车身）之间的一切力和扭矩，它规定车轴（或车轮）与车架（或车身）之间的相对运动，并且缓和由不平路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车平顺的行驶。汽车悬架系统将直接影响汽车使用性能特别是操作稳定性、舒适性、转向轻便性和轮胎的使用寿命等方面的性能。

本文主要研究的是NJ6981车前悬架设计，首先对NJ6981悬架的主要部件如减震器的设计、钢板弹簧的设计、横向稳定杆的设计校核及NJ6981车前悬架的刚度等进行了分析。其次，综合运用CATIA与CAD作图进行设计。
关键词：NJ6981；钢板弹簧；设计；

Design of NJ6981 car front suspension system

Abstract

Suspension is one of the important assemblies in modern vehicle.The main function of a suspension is to transfer forces and torques and to regulate the relative motion between the body and the wheels,at the same time to abate the impact to vehicle and to damp the vibrations from the road,so that the vehicle could run smoothly.The suspension system has directly effects on vehicle performance,especially handling stability,the ride comfort，the turning ability，and the life cycle of the tires etc.

This paper mainly focuses on computing method of the NJ6981 car front suspension design and testing of design experiment. Firstly, it analysed some main component s of Macpherson independent suspension,including shock absorber.s design, leaf spring design, antiroll bar.s calculation, torque bar spring.s design and analysis of the rigidity of NJ6981 car front suspension and so on. Secondly,desion with CATIA and CAD.
Key words: NJ6981；Leaf Spring；design

目 录

第一章 绪论………………………………………………………………………1
1.1悬架的重要性…………………………………………………………………1
1.2悬架的特点……………………………………………………………………1
1.3课题的研究内容和意义 ……………………………………………………1
1.4 悬架的发展趋势……………………………………………………………2
第二章 悬架结构形式分析及选型………………………………………………3
2.1非独立悬架优缺点分析………………………………………………………3
2.2辅助元件选择…………………………………………………………………4
第三章 悬架的主要参数的确定…………………………………………………6
3.1已知参数……………………………………………………………………6
3.2悬架静挠度…………………………………………………………………6
3.3悬架的动挠度………………………………………………………………6
3.4悬架弹性特性………………………………………………………………7

第四章 汽车钢板弹簧的设计……………………………………………………8
4.1钢板弹簧的布置方案以及类型………………………………………………8
4.2钢板弹簧主要参数的确定……………………………………………………8
4.2.1 满载弧高a………………………………………………………………8
4.2.2 钢板弹簧长度L 的确定………………………………………………9
4.2.3 钢板弹簧结构、断面尺寸及片数的确定……………………………9
4.3 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算………………………66
4.4 钢板弹簧的刚度验算…………………………………………………………66
4.5 弹簧卷耳和弹簧销的强度核算………………………………………………66
第五章 减振器的设计计算…………………………………………………………88
5.1 减振器的分类…………………………………………………………………66
5.2 主要性能参数的选择…………………………………………………………66
5.2.1相对阻尼系数ψ…………………………………………………………5
5.2.2 减振器阻尼系数σ的确定………………………………………………5
5.2.3 最大卸荷力F的确定……………………………………………………5
5.3 筒式减振器主要尺寸参数的确定……………………………………………66

第一章绪论

1.1 悬架重要性

现代汽车除了保证其基本性能，即行驶性、转向性和制动性等之外，目前正致力于提高安全性与舒适性，向高附加价值、高性能和高质量的方向发展。对此，尤其作为提高操纵稳定性、乘坐舒适性的轿车悬架必须进行相应的改进。舒适性是汽车最重要的使用性能之一。舒适性与车身的固有振动特性有关，而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关。悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或轮胎）弹性地连接起来。

1.2 悬架的特点

悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。其主要任务是传递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩；缓和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车的行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。汽车在不平路面上行驶时，由于悬架的弹性作用，使汽车产生垂直振动。为了迅速衰减这种振动和抑制车身、车轮的共振，减小车轮的振幅，悬架应装有减振器，并使之具有合理的阻尼。利用减振器的阻尼作用，使汽车振动的振幅连续减小，直至振动停止。

1.3课题的研究内容和意义

为了满足汽车具有良好的行驶平顺性，要求由簧上质量与弹性元件组成的振动系统的固有频率应在合适的频段，并尽可能低。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，还要尽量避免悬架撞击车架（或车身）。在簧上质量变化的情况下，车身高度变化要小，因此，应采用非线性弹性特性悬架。要正确地选择悬架方案和参数，在车轮上、下跳动时，使主销定位角变化不大、车轮运动与导向机构运动要协调，避免前轮摆振；汽车转向时，应使之稍有不足转向特性。悬架与汽车的多种使用性能有关，为满足这些性能，对悬架提出的设计要求有：
1）保证汽车有良好的行驶平顺性。
2）具有合适的衰减振动的能力。
3）保证汽车具有良好的操纵稳定性。
4）汽车制动或加速时，要保证车身稳定，减少车身纵倾，转弯时车身侧倾角要合适。
5）有良好的隔声能力。
6）结构紧凑、占用空间尺寸要小。
7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。

1.4悬架的发展趋势

汽车悬架的发展十分迅速，不断出现崭新的悬架装置。正常情况按控制形式不同分为被动式悬架和主动式悬架。目前多数汽车上都采用被动悬架，20世纪80年代以来主动悬架开始在一部分汽车上应用，并且目前还在进一步研究和开发中。主动悬架可以能主动地控制垂直振动及其车身姿态，根据路面和行驶工况自动调整悬架刚度和阻尼。

随着当前世界汽车工业朝着高速、高性能、舒适、安全可靠的方向发展，空气悬架弹簧是当今汽车发展的一大趋势，特别是在大型客车和载重汽车上尤为突出。其实，早在20世纪50年代，空气悬架弹簧就开始应用在载重车、小轿车、大客车及铁道车辆上。到60年代，德国、美国等工业发达国家生产的大部分公共汽车上装有了主动式空气弹簧悬架。

国内早在20世纪60年代就设计生产了空气弹簧悬架，但由于工业技术条件有限，当时生产的产品使用效果不甚理想，以后在很长一段时期，产品没有进一步发展，因此，国外生产空气悬架弹簧的厂家凭借着资金与技术优势进入国内市场，为国内生产豪华客车的厂家配套成熟的主动式空气弹簧悬架产品。

同时我国公路条件的改善为汽车悬架创造了基本的使用条件，并产生了很大的促进作用。高速公路的迅速发展、运输量的增加以及对高性能客车的需求，都对汽车的操纵稳定性、平顺性、安全性提出了更高的要求。此外，重型汽车对路面破坏机制的研究及认识的进一步加深，政府对高速公路养护的重视，限制超载逐步在国内各地受到重视，这些因素都将促使新型悬架在重型车市场的应用将进一步扩大。

随着国内客车产品档次的逐步升级，空气悬架弹簧逐步被市场接受。目前，在国内有多家客车厂生产的豪华大客车装有空气悬架，如安凯、金龙客车、桂林大宇、合肥现代、杭州客车等。

由于主动式空气悬架弹簧价格较贵，为降低成本，有的企业部分车型前桥使用钢板弹簧，后桥使用空气悬架弹簧。由此可知悬架正充分关注这方面的变化，提高综合开发能力，以适应市场的需求和变化，新型悬架的诞生迫在眉睫。

此次设计的悬架是钢板弹簧悬架，由于国内生产技术有限，大批生产有待解决，成本费用较高，然而国内的板簧悬架的技术与相应的设备都比较成熟，且板簧悬架的制造结构比较简单，所以此次悬架设计还是用板簧悬架，这也是为了以后悬架的换代作为过渡产品。

第二章 悬架的结构分析及选型

2.1 非独立悬架优缺点分析

悬架可分为非独立悬架和独立悬架两类。非独立悬架的结构特点是左、右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架与车架（或车身）连接；独立悬架的结构特点是左、右车轮通过各自的悬架与车架（或车身）连接。图1

图1 悬架的结构形式简图

以纵置式钢板弹簧为弹性元件兼起导向装置的非独立悬架，其主要特点是：

结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。缺点是：由于整车布置上的限制，钢板弹簧不可能有足够的长度（特别是前悬架），使之刚度较大，所以汽车平顺性较差：簧下质量大,在不平路面上行驶时，左、右车轮相互影响，并使车轴（桥）和车身倾斜：当两侧车轮不同步跳动时，车轮会左、右摇摆，使前轮容易产生摆振。当轮跳动时，悬架易于转向传动机构产生运动干涉：当汽车直线行驶在凹凸不平的路段上时,由于左右两侧车轮反向跳动或只有一侧车轮跳动时，不仅车轮外倾角有变化，还会产生不利的轴转向特性.汽车转弯行驶时，离心力也会产生不利的轴转向性：车轴（桥）上方要求由于弹簧行程相适应的空间。这种悬架主要用在总质量大些的商用车前、后悬架以及某些乘用车的后悬架上。独立悬架的优点是：簧下质量小、悬架占用的空间小：弹性元件只承受垂直力。非独立悬架左、右车轮通过 所以可以用刚度小的弹簧,使车身振动频率不平路段时的相互影响 降低，改善了汽车行驶平顺性，由于采用断开式车轴，所以能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下降, 改善了汽车的行驶稳定性，左、右车轮各自独立运动而互不影响，可以减少车身的倾斜和振动，同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力，独立悬架可提供多种方案供设计人员选用，以满足不同设计要求。独立悬架的缺点是结构复杂、成本较高、维修困难。这种悬架主要用于乘用车和部分总质量不大的商用车上。

2.2 辅助元件选择