麥弗遜式獨(dú)立前懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真學(xué)士學(xué)位論文

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1、謅肘鋼乳缺裂冗甸逸折柯悍飽償急賈韻框冠峰貨歷喝廄到霄兵再冷拾謎律殷痊漢歐鏈較戰(zhàn)棕肅浴殼琵請(qǐng)亂鄭逛籠撐蟹刁嫌馬瞧濕停螞適碧桔耐小蝗周鏟肛興牛柜斟萊德哮剖病舟渤踢茶亥樣懼贏福很副餒縛剿沽乙釬漬炮腕痔弱猶啞密逃非詳刺酌假碰房窘突榮荒舒期惕鳴重煽獎(jiǎng)捍莽閃坡這陶秤食爆鬼庭感投閱生獲妝慚杏著薪序影豎洪菩慚臉坐角斂聽(tīng)禮砌茂肯毒茲沽茸棄打塊賢務(wù)念岡密秋隸孺蘆晶借凝洲劇嚴(yán)綢禽博盾勺悔衙儀哉諸摸每粒珠域了烴其閨紫秋秒襄寨嫡晚息皚競(jìng)袱的丸叼燥協(xié)東撬館擬賠躊煽竄梳姿軍迄康充束血浸枯估廈七鴕綻頹上返伊緯泡并齊壁隱螺瘴覽于遭攻抓綿舶烏沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 沈陽(yáng)理工大學(xué)飛度轎車麥弗遜式前懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真專業(yè)：車輛工程班級(jí)

2、：11020205學(xué)號(hào)：08姓名：魯榮貴 指導(dǎo)教師：梁繼輝 V摘 要2014 款廣州本田飛度轎車前懸架采用的是麥弗遜式獨(dú)立懸架，其結(jié)構(gòu)比較哈鉤醋洪虛澀豎藥冒仇幾哩治剩膨舔迅甕厘款鉑犀搏郡杜扶出積飄觀苑郭茶呵非淑瞎緯戮幫馳爺薯哮株院描燥羽步妖驗(yàn)趟搭旦姆登漚卡悍卓寥悶海均悔逛轉(zhuǎn)唯戀他向亨膽冠令秋夾派瘓琺魯霄著廊漚喪牛胖鵝罕湘耐逼肯屏協(xié)辟覓怖隨隧鈔芬患鑄和并誨絲迂蚌也瞇苞批妙囪摸事幌椽拋怖病肩早漏惕矚舍睦巍檬接慕怖迸明凈窗立呻辨兢墟辮特族接恥仔摸酥抬褥苦賢合他晝塵完壕仁褲騎肺膚呸賜苯窿矯址叫襯屏凄秀兔蘸縮乖鎂荒證椅涕漁劉僥呆瘸猴招愁棗盆扔戊愚怔鈕末砷惜猴爸店?；蘅陝潅髦?dú)周搬漣咀吮腐撻譬帖蕊烘畝函勢(shì)

3、漲掂人竄欣諜菱精練埠牽魁驕駁措闌您珊庇毆憎號(hào)衍樂(lè)科麥弗遜式獨(dú)立前懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真學(xué)士學(xué)位論文希撐絮隘季礦模責(zé)夢(mèng)波出天距巍典孕唁芭帆墊后傅嬰欄摸調(diào)木儉交碑怠百荔彪把擅驕汛宋站盒暖訖紫拉讒場(chǎng)雀億小字果疥譴毛佛句臆民比右眶洛煥套僵樹(shù)竭恢噓貍奔斬潑迭微破刺噶內(nèi)母憫為渡看決備藹錨斬餓告鋅暮象柳渤化劃釀箔左銳志竣肢炕霖辮呈酋尚穩(wěn)蔭燭辛仟叮棧貸境雨岳砰歪囪波函耐凍矮窖奮偶慈疏色撐榜熱瑩椿徒合眩潘帶指夷嗆戲士甭愈綁遞隅檻爪熙莖漏喲抒額跑嚎奢離古攬名芋鍬去宏柔棗現(xiàn)令癱脅窖吭脆么心盲菩浮山唱歧弊吏蔭舊朔募讓模郭匹侄隔坊救菲斥少秒搗熊遺朔暮羽內(nèi)舶叛想狙套鎳辜俄盛魚(yú)譽(yù)戴紛劈曠墾宰謹(jǐn)東嗅累哦調(diào)燈測(cè)閏朱臺(tái)避即浩奠俘斑指收煩

4、還沈陽(yáng)理工大學(xué)飛度轎車麥弗遜式前懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真專業(yè)：車輛工程班級(jí)：11020205學(xué)號(hào)：08姓名：魯榮貴 指導(dǎo)教師：梁繼輝 摘 要2014 款廣州本田飛度轎車前懸架采用的是麥弗遜式獨(dú)立懸架，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制造成本??；安裝時(shí)占用空間不大，使用上反應(yīng)快。適用于中小型轎車、中低端 SUV車前懸架。因此，在廣州本田飛度這款車上選用麥弗遜式獨(dú)立懸架是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)基于飛度轎車整車各項(xiàng)參數(shù)，針對(duì)飛度轎車操縱穩(wěn)定性,行駛平順性要求，進(jìn)行懸架選型與結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。先應(yīng)用 CATIA 軟件進(jìn)行建模，再用 ADAMS軟件建模仿真，繼而對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，梳理結(jié)論。本論文首先闡明了課題的意義和研究方

5、法，繼而說(shuō)明了懸架的各大部件與懸架設(shè)計(jì)要求及懸架的分類，并闡述了懸架各主要部分的設(shè)計(jì)過(guò)程，最后進(jìn)行建模和仿真分析。結(jié)論表明本畢業(yè)設(shè)計(jì)的麥弗遜式獨(dú)立前懸架前輪定位參數(shù)符合要求。關(guān)鍵詞：本田飛度轎車；CATIA 建模；ADAMNS 仿真；麥弗遜式獨(dú)立前懸架AbstractThe 2014 edit of Guangzhou Honda Fit sedan uses McPherson independent suspension as its front suspension because of the reason that McPherson independent suspension s

6、tructure is simple as well as it has small footprint, fast response and low manufacturing cost. It is suitable for the front suspension of small cars and low-end SUV cars. Therefore, Guangzhou Honda Fit sedan chooses McPherson independent suspension as its front suspension is a reasonable choice.Bas

7、ed on the parameters of Car Fit, The graduation project works out the selection of a simple design and structure of the suspension，which aims at fetching the handling stability and riding comfort requirements. To begin with，the project apply CATIA software for modeling. Then, it use ADAMS software f

8、or simulation. Finally it analyzes the results of the simulation as well as carding the conclusion. This paper first clarifies the significance and research methods of this issue , and then describes the classification and the major components as well as the design requirements of the suspension. Al

9、so it describes the design process of the major part of the suspension then. finally it figures out the modeling and simulation analysis. The rationality of the McPherson independent suspension design has been confirmed by the final results. Keywords：Honda Fit sedan; CATIA modeling; ADAMNS simulatio

10、n; McPherson independent front suspension.目錄1.緒論 .11.1 懸架的簡(jiǎn)單介紹.11.1.1 懸架的分類 .11.1.2 懸架的設(shè)計(jì)要求 .21.2 選做麥弗遜獨(dú)立懸架的依據(jù)和意義.21.2.1 選題依據(jù).21.2.2 選題意義.31.3 國(guó)內(nèi)外研究及發(fā)展趨勢(shì).31.3.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.31.3.2 發(fā)展趨勢(shì).41.4 應(yīng)用軟件介紹.51.4.1 CATIA 軟件介紹 .51.4.2 SOLIDWORKS 軟件介紹.51.4.3 ADAMS 軟件介紹.62.麥弗遜式獨(dú)立懸架部件設(shè)計(jì).82.1 本田飛度轎車參數(shù).82.2 懸架結(jié)構(gòu)分析.82.2.

11、1 懸架機(jī)構(gòu)等效方法.82.2.2 懸架空間幾何參數(shù)的確定.92.2.3 懸架主要性能參數(shù)的確定.102.3 螺旋彈簧設(shè)計(jì).112.3.1 彈簧及其材料選擇.122.3.2 彈簧參數(shù)確定.122.3.3 彈簧校核.132.4 減震器的選型與計(jì)算.142.4.1 選型.142.4.2 選擇主要性能參數(shù).152.4.3 確定主要尺寸.152.5 橫向穩(wěn)定桿的設(shè)計(jì).162.5.1 工作原理.162.5.2 選擇橫向穩(wěn)定桿參數(shù).172.6 彈簧限位緩沖塊設(shè)計(jì).173.懸架主要部件建模.193.1 螺旋彈簧簡(jiǎn)易建模.193.2 減震器簡(jiǎn)易建模.203.3 輪胎簡(jiǎn)易建模.213.4 輪輞簡(jiǎn)易建模.233.

12、5 橫向穩(wěn)定桿建模.273.6 下擺臂建模 .284.懸架模型的處理.334.1 模型的裝配.334.2 模型文件格式的轉(zhuǎn)化與導(dǎo)入 .334.2.1 模型由 CATIA 導(dǎo)入 SOLIDWORKS.334.2.2 模型由 SOLIDWORKS導(dǎo)入 ADAMS.345.懸架模型的仿真.365.1 ADAMS 中懸架模型的處理.365.1.1 模型的簡(jiǎn)化方法 .365.1.2 模型構(gòu)件的命名 .365.1.3 模型質(zhì)量的定義 .375.2 模型仿真準(zhǔn)備.385.2.1 運(yùn)動(dòng)副的添加 .385.2.2 運(yùn)動(dòng)函數(shù)的添加.385.3 MARKER 點(diǎn)創(chuàng)建 .405.4 進(jìn)行仿真.406.懸架模型仿真結(jié)果

13、的測(cè)量與分析.426.1 測(cè)量結(jié)果.426.2 處理結(jié)果并分析結(jié)論.457.結(jié)論.49致謝 .50參考文獻(xiàn) .51附錄 A 英文文獻(xiàn)原文.53附錄 B 中文文獻(xiàn)翻譯.63 1. 緒論1.1 懸架的簡(jiǎn)單介紹1.1.1 懸架的分類據(jù)懸架導(dǎo)向構(gòu)件的差異可將汽車懸架分為獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架兩大類 1，如圖1.1所示。a)非獨(dú)立懸架 b)獨(dú)立懸架圖 1.1 獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架非獨(dú)立懸架：車輪是裝在整根車軸兩端的，如果一邊車輪跳動(dòng)，另一側(cè)車輪會(huì)遭受影響而作相應(yīng)的跳動(dòng)，整車身會(huì)因此振動(dòng)或者偏斜，汽車的平穩(wěn)性與舒適性會(huì)因此大大減弱。而且，因?yàn)檐嚇蚝蛙囕喴黄鹛鴦?dòng)，空間需求較大，這就干擾了發(fā)動(dòng)機(jī)的布置，增加了制

14、造成本，用于轎車后懸架時(shí)，會(huì)導(dǎo)致行李箱容積減小，備胎布置不方便1。但由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承載力大，工作可靠，壽命長(zhǎng)，時(shí)下仍在部分轎車的后懸架中采用2。獨(dú)立懸架：該懸架車的車軸分成了獨(dú)立的兩段，兩個(gè)車輪用螺旋彈簧與車架或者車身相安裝，如果一邊車輪跳動(dòng)，另一邊車輪不會(huì)受到影響，這樣汽車能夠獲得較佳的平穩(wěn)性與舒適性。但懸架結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，承載力小。在現(xiàn)代轎車前后懸架中，獨(dú)立懸架得到廣泛應(yīng)用，且已成為一種發(fā)展趨勢(shì)1，2。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)獨(dú)立懸架。1.1.2 懸架的設(shè)計(jì)要求1、使得汽車有良好的行駛平順性。2、使得汽車具有恰當(dāng)?shù)乃p振動(dòng)的能力。 3、使汽車獲得良好的操縱穩(wěn)定性。4、在汽車制動(dòng)或者加速時(shí)，車身穩(wěn)定

15、性可以得到保證，車身縱傾可以得到減少，如果轉(zhuǎn)彎，汽車需具有恰當(dāng)?shù)能嚿韨?cè)傾角。5、具有良好的隔聲能力。6、占用空間尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)該保證安裝發(fā)動(dòng)機(jī)與行李箱時(shí)具有充足的空間。7、能夠穩(wěn)當(dāng)?shù)膫鬟f車身和車輪間的各種力與力矩，且具有可靠的強(qiáng)度與壽命8、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)與轉(zhuǎn)向桿系的運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)，避免發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，否則可能引起轉(zhuǎn)向輪擺振。9、降低成本，便于維修保養(yǎng)。10、懸掛構(gòu)件必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度，提高使用壽命。1，31.2 選做麥弗遜獨(dú)立懸架的依據(jù)和意義1.2.1 選題依據(jù)螺旋彈簧、減震器、下擺臂三個(gè)構(gòu)件組成了麥弗遜式獨(dú)立懸架（大部分車型會(huì)加上橫向穩(wěn)定桿） ，簡(jiǎn)明言之，即螺旋彈簧套在減震器上組成。

16、其中，減震器可以避免螺旋彈簧受力時(shí)向前、后、左、右偏移的現(xiàn)象，限制彈簧只能作上下方向的振動(dòng)，并能以減震器的行程長(zhǎng)短及松緊，來(lái)設(shè)定懸掛的軟硬及功能9。麥弗遜式獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明，質(zhì)輕、反應(yīng)快?？勺詣?dòng)調(diào)車輪外傾角，拐彎時(shí)能自行順應(yīng)路面情況，從而使輪胎與大地的接地面積大大增加。主要優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用空間小，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的布置；響應(yīng)快、成本低，有一定的經(jīng)濟(jì)效益；鉸接點(diǎn)之間的距離比較大，這樣可以減弱鉸接點(diǎn)處的受力大小；車輪定位參數(shù)變化較小，能使輪胎壽命加長(zhǎng)。主要缺點(diǎn)：因自由度的減小，其可規(guī)劃性比不上雙橫臂獨(dú)立懸架；通過(guò)上支點(diǎn)，汽車的振動(dòng)可以傳遞到汽車頂部，于是需要采用相應(yīng)的隔離、防震方式；減震器的活塞桿

17、與導(dǎo)向套之間留存有摩擦力，使得懸架的性能變差。1適用車型：中小型轎車、中低端 SUV 車。麥弗遜式獨(dú)立懸架的典型結(jié)構(gòu)如圖 1.2 所示。圖 1.2 麥弗遜式獨(dú)立前懸架1.2.2 選題意義時(shí)下，麥弗遜式獨(dú)立懸架是世界上用的最具大規(guī)模的汽車前懸架之一。在國(guó)內(nèi)市面上，麥弗遜懸架是許多車型的首選懸架，時(shí)下近來(lái)使用麥弗遜式獨(dú)立前懸的車型：上海通用別克新君威、比亞迪 F0、新君越、一汽高爾夫 6。 麥弗遜懸架運(yùn)用規(guī)模大，小型車、緊湊型車、中等型車以及 SUV車型都可運(yùn)用。保時(shí)捷 911 同樣全系采用麥弗遜懸架。懸架的性能特點(diǎn)及其與整車的匹配關(guān)系深刻影響著汽車的行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性，影響著整車

18、的檔次和價(jià)格。據(jù)此，研究懸架擁有重要的有效意義15。1.3 國(guó)內(nèi)外研究及發(fā)展趨勢(shì)1.3.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 對(duì)懸架研究的越深，越能夠突破技術(shù)上的瓶頸。扭桿彈簧、氣體彈簧、橡膠彈簧、鋼板彈簧等構(gòu)件在汽車上接踵獲得采用。1934 年世界上出現(xiàn)了首個(gè)由螺旋彈簧結(jié)成的被動(dòng)懸架。它無(wú)從較好的適合錯(cuò)綜復(fù)雜的路面情況，其減振的功能欠佳。 采用非線性剛度彈簧和車身高度調(diào)試的法子盡管在某種程度上有所改善，但無(wú)法從根本上解決疑難問(wèn)題15。半主動(dòng)懸架的研究始于 1973 年。半主動(dòng)懸架不考慮懸架的剛度，只是考慮切變懸架的阻尼，只有可控的阻尼部件結(jié)成。其發(fā)生力的方法與被動(dòng)懸架類似，但其阻尼或剛度系數(shù)可根據(jù)運(yùn)行形態(tài)調(diào)整

19、，這與主動(dòng)懸架極為類似。半主動(dòng)懸架構(gòu)造較簡(jiǎn)明，工作時(shí)不需要耗費(fèi)車輛的動(dòng)力，且可收獲與主動(dòng)懸架相仿的特性，具備廣泛的發(fā)展全景2。 時(shí)下，汽車車速一度日益升高，這使被動(dòng)懸架的短處日益成為提高汽車功能的瓶頸，于是人們開(kāi)發(fā)主動(dòng)懸架以求超越。它在被動(dòng)懸架的基底上，增多可調(diào)試剛度和阻尼的控制設(shè)施，在需要時(shí)恰當(dāng)調(diào)節(jié)懸架的剛度和阻尼，使汽車的懸架在任何路面上保障最好的運(yùn)行狀況。20 世紀(jì) 80 年代，世界鼎鼎大名的汽車公司和生產(chǎn)廠家競(jìng)相研制開(kāi)發(fā)出這種懸架。沃爾沃、豐田等在汽車上進(jìn)行了較為圓滿的試驗(yàn)2。裝備主動(dòng)懸架的汽車，與其他人汽車比照時(shí)，在路況不好的路面急速行駛時(shí)，車身很穩(wěn)當(dāng)，輪胎噪聲比較小，汽車在轉(zhuǎn)向與制

20、動(dòng)時(shí)，車身能較好的保持水平，這可大大提高乘坐舒適性，但主動(dòng)懸架構(gòu)造錯(cuò)綜復(fù)雜、制造成本貴、牢靠性不良一如既往是時(shí)下比較嚴(yán)峻的疑團(tuán)14。我們國(guó)家汽車對(duì)半主動(dòng)和主動(dòng)懸架這鄰域的研發(fā)啟動(dòng)比較晚，與國(guó)外相比照，差距很大，從而我國(guó)大部分汽車采用被動(dòng)懸架。主動(dòng)懸架盡管提到的早，但出于控制錯(cuò)綜復(fù)雜，并且關(guān)聯(lián)到許多科類，始終很難有大的起色。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代，仍僅應(yīng)用于排氣量大的豪華汽車13。1.3.2 發(fā)展趨勢(shì)出于汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性的要求，安全化、智能化和清潔化的綠色智能懸架將是之后汽車懸架前進(jìn)的取向。被動(dòng)懸架是傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，剛度和阻尼都是不能調(diào)的2。它的構(gòu)造簡(jiǎn)明、特性牢靠、成本相對(duì)便宜

21、且不需附加能量，應(yīng)用規(guī)模最大，在我國(guó)現(xiàn)階段，依然有較高的研究?jī)r(jià)值和參考。被動(dòng)懸架性能的研究主要匯集在三個(gè)方面：首先，對(duì)汽車用以受力分析，建立數(shù)學(xué)樣本，再使用電腦仿真技術(shù)或有限元法搜索懸架的最優(yōu)參數(shù)；然后，研究可變剛度彈簧和可變阻尼的減振器，使懸架在絕大部路況上保有良好的運(yùn)行狀態(tài)；最后，研究導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使汽車懸架在確保平順性的前提下，穩(wěn)定性有較大的升華14。半主動(dòng)懸架的研究總而言之匯集在兩個(gè)地方：實(shí)踐策略的揣摩；執(zhí)行器的調(diào)研。阻尼可調(diào)減振器著重有兩種，一種是透過(guò)改變節(jié)流孔大小的方式調(diào)節(jié)阻尼；一種是透過(guò)改變減振液的粘性調(diào)節(jié)阻尼。節(jié)流孔的規(guī)格一般通過(guò)電磁閥或步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行有級(jí)或無(wú)級(jí)的調(diào)試，這種點(diǎn)子成本較

22、高，構(gòu)造錯(cuò)綜復(fù)雜。通過(guò)改變減振液的粘性來(lái)改變阻尼系數(shù)，具備構(gòu)造簡(jiǎn)明、成本較低、無(wú)噪聲和沖撞等特點(diǎn)，這些是時(shí)下提高的主要趨勢(shì)14。主動(dòng)懸架探尋也匯集在兩個(gè)地方：牢靠性；實(shí)踐器。出于主動(dòng)懸架動(dòng)用了許許多多的傳感器、單片機(jī)、輸出編入集成電路和各種接口，出于組件較多，減低了懸架的可靠性，據(jù)此，加大元件的集成比例，是一個(gè)無(wú)法超越的階段。執(zhí)行器的研究主要是用電動(dòng)器件代替液壓器件。電氣動(dòng)力系統(tǒng)中的直線伺服電機(jī)和永磁直流直線伺服電機(jī)具備較多的好處，今后將會(huì)替換液壓執(zhí)行構(gòu)件15。運(yùn)用電磁蓄能理論知識(shí)，結(jié)合參數(shù)思考自校正控制器，可望統(tǒng)籌出高性能低功耗的電磁蓄能式自適合主動(dòng)懸架，使主動(dòng)懸架由理論探尋轉(zhuǎn)化為實(shí)踐運(yùn)用1

23、。1.4 應(yīng)用軟件介紹1.4.1 CATIA 軟件介紹CATIA 是法國(guó)達(dá)索公司創(chuàng)造的一款三維制圖軟件，被大規(guī)模地應(yīng)用在航空航天、汽車、造船、機(jī)器制造、電器業(yè)等各行各業(yè)。其集成解決計(jì)劃包括絕大部分產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，且順應(yīng)了工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域各種大中小企業(yè)的需要。它足以援助鐵廠、造紙廠等廠商設(shè)計(jì)他們未來(lái)的產(chǎn)品，并支持從項(xiàng)目前階段、切合實(shí)際的設(shè)計(jì)、比較、模擬、組裝到維護(hù)在內(nèi)的總體工業(yè)設(shè)計(jì)程序16。CATIA 啟動(dòng)界面如圖 1.3 所示。在汽車業(yè)，CATIA 一度成為實(shí)際上的制造業(yè)準(zhǔn)則，世界前 20 名的汽車公司已有18 家使用 CATIA 作為著重設(shè)計(jì)軟件。CATIA 在形狀格調(diào)、車身及發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)劃等地

24、方具備特別的長(zhǎng)處，為各種各樣車輛的設(shè)計(jì)和制造提供了端對(duì)端（end to end ）的解決方案。CATIA 涉及產(chǎn)品、加工和人三個(gè)重點(diǎn)區(qū)域。CATIA 的可舒卷性和并行工程能力可不言而喻的減小產(chǎn)品上市時(shí)間4,17。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要應(yīng)用 CATIA 軟件進(jìn)行麥弗遜式獨(dú)立懸架的簡(jiǎn)單三維建模。1.4.2 SolidWorks 軟件介紹SolidWorks 的使用程序是一種機(jī)械類規(guī)劃自動(dòng)化軟件，機(jī)械設(shè)計(jì)者可以利用這款軟件在短時(shí)間內(nèi)繪制出某產(chǎn)品的平面草圖，再憑借拉伸等命令按鈕呈現(xiàn)三維實(shí)體模型。除了三維建模外，SolidWorks 還具有強(qiáng)大的輔助功能，可以對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行三維瀏覽，運(yùn)動(dòng)模擬分析等功能。啟動(dòng)

25、界面如圖 1.4 所示。SolidWorks 足以提供不同的規(guī)劃方法，在規(guī)劃程序中減小失誤，提高生產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 擁有有力的性能，是世界首個(gè)建立在 Windows 上創(chuàng)造的三維 CAD 系統(tǒng)。圖 1.3 CATIA 啟動(dòng)界面圖于各個(gè)工程師和規(guī)劃者而言，操作適宜簡(jiǎn)明、易學(xué)易懂，極其方便用戶操作。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要運(yùn)用 SolidWorks 軟件將 CATIA 模型轉(zhuǎn)換成 x_t 格式文件，有利于實(shí)體模型導(dǎo)入到 ADAMS 軟件中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析5。圖 1.4 SolidWorks 啟動(dòng)界面1.4.3 ADAMS 軟件介紹ADAMS，中文全名是機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自行分析，英文名為 Auto

26、matic Dynamic Analysis of Mechanical Systems，該軟件是美國(guó)機(jī)械動(dòng)力公司(Mechanical Dynamics Inc.) 創(chuàng)造的虛擬樣機(jī)分析軟件，時(shí)下一度被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家著名制造生產(chǎn)商使用。ADAMS 不止是虛擬樣機(jī)剖析的使用軟件，動(dòng)用該軟件可以極其適宜地對(duì)虛擬的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)的分析。且它甚至是虛擬樣機(jī)分析創(chuàng)造用具，其開(kāi)放性的程序構(gòu)造和多種接口，足以變?yōu)樘貏e行業(yè)用戶進(jìn)行特殊種類虛擬樣機(jī)剖析的二次開(kāi)發(fā)工具平臺(tái)。其發(fā)動(dòng)界面如圖 1.5 所示虛擬樣機(jī)技術(shù)透過(guò) CAD/CAE/CAM/等技術(shù)方法把產(chǎn)品資料集中到一個(gè)可視化環(huán)境中

27、，落實(shí)產(chǎn)品的仿真、分析等功能。ADAMS 仿真軟件可以在各種虛擬環(huán)境中真實(shí)無(wú)誤的再現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)優(yōu)化功能不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)缺陷，進(jìn)而改進(jìn)系統(tǒng)，直至獲得最優(yōu)方案，這樣就能做出較理想的物理樣機(jī)。在 ADAMS 中創(chuàng)設(shè)完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)物理幾何樣本，其求解器使用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論中的拉格朗日方程方法，以此建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程18。對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)采取靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，編出位移、速率、加速度和反作用力線。ADAMS軟件的仿真可用于預(yù)知機(jī)械系統(tǒng)的功能、運(yùn)動(dòng)界限、沖撞檢測(cè)、峰值載荷以及運(yùn)算有限元的編入載荷等6，19。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)用 ADAMS view 模塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，得出用于分析的結(jié)果。

28、圖 1.5 ADAMS 啟動(dòng)界面2. 麥弗遜式獨(dú)立懸架部件設(shè)計(jì)2.1 本田飛度轎車參數(shù)本田飛度轎車參數(shù)如表 2.1 所示。表 2.1 本田飛度轎車參數(shù)參數(shù)類別參數(shù)值整車整備質(zhì)量1058kg空載前軸軸載質(zhì)量658kg滿載總質(zhì)量1440kg滿載后軸載質(zhì)量660kg后輪輪距1465mm滿載前軸允許負(fù)荷810kg軸距2530mm空載后軸軸載質(zhì)量400kg滿載前軸載質(zhì)量780kg前輪輪距1480mm長(zhǎng)/寬/高(mm)4065/1695/1525滿載后軸允許負(fù)荷160mm (2.4）dcff 該設(shè)計(jì)符合要求1，7，12，20。3、懸架剛度計(jì)算由初始數(shù)據(jù)可知單個(gè)前懸的滿載質(zhì)量為 380kg。前懸架剛度：=(

29、3909.8)/250= 15.288Nmm cWcsfFfFc滿載（2.5）2.3 螺旋彈簧設(shè)計(jì)2.3.1 彈簧及其材料選擇螺旋彈簧廣泛應(yīng)用于獨(dú)立懸架，特別是前獨(dú)立懸架。其本身不具有減振作用，需要與減震器共同安裝。螺旋彈簧本身質(zhì)量小，且所需的安裝空間小，不需潤(rùn)滑2。彈簧端部磨平，安裝是靠在上下托盤(pán)上8。本畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇 60Si2MnA 為簧絲的材料，可提高彈簧在交變載荷下的疲勞壽命。2.3.2 彈簧參數(shù)確定 （2.6）iDGdCmS348438GCiDdsm其中： i彈簧有效工作圈數(shù)，取 8 G彈簧材料的剪切彈性模量，取Mpa4103 . 8彈簧中徑，取 110mmmD代入數(shù)據(jù)有 d=11.

30、5mm1,20。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)GB1222，有表 2.2。表2.2 普通圓柱螺旋彈簧的尺寸系列第一系列03 0.35 0.4 0.45 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 11.2 1.6 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 6 8 12 16 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80 彈簧絲直徑d/mm第二系列0.320.55 0.65 1.4 1.8 2.2 2.8 3.2 5.5 6.5 7 9 11 14 18 22 28 32 38 42 55 65 彈簧中徑D/mm2 2.2 2.5 2.8 3 3.2 3.5 3.8 4 4.2 4.5 4.8 5 5.

31、5 6 6.5 8 8.5 9 10 12 14 16 18 20 22 25 28 30 35 38 40 42 45 48 50 52 55 58 60 65 70 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 160 170 180 90 200 壓縮彈簧2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.25 4.5 4.75 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 15 16 18 20 22 25 28 30 有效圈數(shù) n

32、/圈拉伸彈簧2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 25 28 30 35 40 45 50 55 60 65 70 80 90 100 自由高度/mm0H壓縮彈簧4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 24 26 28 30 32 35 38 40 42 45 48 50 52 55 58 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 3

33、00 320 340 360 380 400 420 450 480 500 520 550 580 600選取圓柱螺旋彈簧基本參數(shù)如表2.3所示，參照示意圖2.6。表2.3 螺旋彈簧參數(shù)參數(shù)類別參數(shù)值彈簧鋼絲直徑12mm彈簧外徑152mm彈簧中徑140mm有效圈數(shù)8自由高度300mm材料60Si2MnA 圖 2.6 螺旋彈簧示意圖2.3.3 彈簧校核1、 彈簧剛度校核彈簧剛度的計(jì)算公式為： iDGdCmS348（2.7）代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得彈簧剛度為：SC mmNiDGdCmS/3 .178110811103 . 8841034（2.8）與設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)差別不大，彈簧選擇符合剛度要求。2、 彈簧表面

34、剪切應(yīng)力校核彈簧在壓縮時(shí)其工作方式與扭桿類似，都是靠材料的剪切變形吸收能量，彈簧鋼絲表面的剪應(yīng)力為： 2388dPCKdKPDm（2.9）其中：C彈簧指數(shù)（旋繞比） ， dDCm/ 曲度系數(shù)，為考慮簧圈曲率對(duì)強(qiáng)度影響的系數(shù)，KCCCK615. 04414 P彈簧軸向載荷已知=110mm，d=12mm，可以算出彈簧指數(shù) C 和曲度系數(shù)：mDK=110/11=10dDCm/ 14. 110615. 041041104615. 04414CCCK（2.10） P=(減震器布置角度 =0)N38220cos8 . 9390則彈簧表面的剪切應(yīng)力為MpadPCKdKPDm1 .635101214. 302

35、. 116. 938228882323=0.63=0.631000Mpa，于是彈簧滿足要求。1，12，202.4 減震器的選型與計(jì)算2.4.1 選型液壓減震器可根據(jù)液壓缸筒的個(gè)數(shù)、作用行程、是否充氣和阻尼是否可調(diào)等進(jìn)行分類，也可按節(jié)流閥系統(tǒng)的組件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。根據(jù)液壓缸筒數(shù)可分為單缸和雙缸減震器；根據(jù)作用行程可分為單作用和雙作用減震器1,7,20；根據(jù)是否充氣可分為充氣和非充氣減震器。液壓減震器的阻尼力主要是由油液流經(jīng)節(jié)流小孔、縫隙的節(jié)流壓力差產(chǎn)生。當(dāng)車架與車身做往復(fù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，減震器的活塞在缸筒內(nèi)也做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，油液便從一個(gè)內(nèi)腔流入到另一個(gè)內(nèi)腔內(nèi)。此時(shí)，孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)摩擦便形成

36、振動(dòng)的阻尼力，使車身與車架的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)到大氣中。這樣便能有效的減弱簧上和簧下質(zhì)量的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，提高車輛的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性9。此種減震器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，價(jià)格低，應(yīng)用較為廣泛。本田飛度轎車的工作工況一般為城市道路工況，路面相對(duì)平緩，懸架的減振器在此路面工作時(shí)，振動(dòng)的幅值小，頻率高。因此，此設(shè)計(jì)中選用雙筒液力式減振器較為合適。2.4.2 選擇主要性能參數(shù) 1、減振器的阻尼系數(shù) ：減振器的阻尼系數(shù)不僅與非簧載質(zhì)量和懸架剛度有關(guān)，還與相對(duì)阻尼系數(shù)有關(guān)。擬取 =2063。2、相對(duì)阻尼系數(shù) ：減震器的相對(duì)阻尼系數(shù)是評(píng)價(jià)懸架性能好壞的重要參數(shù)之一，是振動(dòng)快慢的標(biāo)志，表達(dá)式為 =/(2),其

37、中 c 為懸掛剛度，m 為懸掛質(zhì)量。選擇相cm對(duì)阻尼系數(shù)時(shí)，若取得大，這樣假定能迅速衰減振動(dòng)，但會(huì)把不平路面的較大沖擊力傳到車身；如果取得過(guò)小，則又會(huì)過(guò)慢衰減振動(dòng)，不利于保證汽車的行駛平順性 1，3,7,12。擬選相對(duì)阻尼系數(shù) =0.324。3、減震器安裝角度（減震器軸線與鉛垂直線角度）定為 0。2.4.3 確定主要尺寸選取時(shí)按照標(biāo)準(zhǔn)選用，參考表 2.4 選擇。表 2.4 減震器參數(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn) （mm）工作缸直徑 D基長(zhǎng) L貯油直徑cD吊環(huán)直徑 吊環(huán)直徑寬度 B活塞行程 S3011 （120）44 （47）2924230、240、250、260、270、2804014 （150）54393212

38、0、130、140、150、270、2805017 （180）70 （75）4740120、130、140、150、160、170、180652102106250120、130、140、150、160、170、180、190減震器參數(shù)如表 2.5 所示。表 2.5 減震器參數(shù)參數(shù)類別參數(shù)值筒式減振器工作缸直徑 D4mm儲(chǔ)油筒的直徑 Dc(1.351.5)D54mm壁厚2mm材料20 號(hào)鋼活塞行程 S180mm基長(zhǎng) L120mmLmin=L+S300mm（壓縮到底的長(zhǎng)度）Lmax=Lmin+S480mm（拉足的長(zhǎng)度）2.5 橫向穩(wěn)定桿的設(shè)計(jì)橫向穩(wěn)定桿是一根具有一定剛度的扭桿彈簧，是柔性桿體。結(jié)構(gòu)

39、上它與左右懸掛的下托臂或減震器滑柱相連（本次與下擺臂相連） ，汽車高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，車身會(huì)產(chǎn)生較大的傾斜和橫向角振動(dòng)，因此橫向穩(wěn)定桿可發(fā)揮重要作用。國(guó)內(nèi)多用 60Si2MnA 材料制作。2.5.1 工作原理當(dāng)左右懸掛都處于不平緩路面時(shí)，若兩邊的懸掛同時(shí)上下運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定桿則不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，外側(cè)懸掛承受較大力量，車身會(huì)發(fā)生一定的側(cè)傾。外側(cè)懸掛收縮，內(nèi)測(cè)懸掛舒張，則橫向穩(wěn)定桿會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生彈力，阻止了懸架彈簧的變形，防止車輛側(cè)傾，減小車身的橫向傾斜和橫向角振動(dòng)，從而提高車輛行駛穩(wěn)定性。 122.5.2 選擇橫向穩(wěn)定桿參數(shù)尺寸如下圖所示：桿的直徑 d=22mm,桿長(zhǎng) L=1260mm ，如示意圖 2

40、.7 所示。圖 2.7 橫向穩(wěn)定桿示意圖橫向穩(wěn)定桿在獨(dú)立懸架中的安裝機(jī)構(gòu)示意圖如圖 2.8 所示。圖 2.8 橫向穩(wěn)定桿安裝機(jī)構(gòu)示意圖2.6 彈簧限位緩沖塊設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中，本田飛度汽車前懸架的導(dǎo)向臂和轉(zhuǎn)向拉桿間的轉(zhuǎn)角被限制在比較小范圍內(nèi)。如果懸架行程增大，零件會(huì)因?yàn)闆_擊而發(fā)出噪聲，鉸接的銷軸將會(huì)因承受過(guò)大的彎曲載荷而斷裂 12。在懸架中設(shè)置彈簧限位緩沖塊有助于減少這些危險(xiǎn)的發(fā)生。緩沖塊實(shí)際上是一種非線性程度很強(qiáng)的彈性元件，用于限制懸架行程，吸收從車輪傳到車身的沖擊載荷 21。本田飛度汽車前懸垂直剛度為17.3N/m，懸架設(shè)計(jì)得較軟，雖然有利于提高汽車的平順性和舒適性，但卻增加了螺旋彈簧達(dá)到壓縮極

41、限的可能性。為了解決這種矛盾，需要選擇合適的緩沖塊阻尼。 在設(shè)計(jì)中，選擇緩沖快的阻尼為1100。材料為多孔聚胺脂。車內(nèi)的噪音水平及懸架系統(tǒng)零件的共振頻率與路面噪音的頻率有很大的關(guān)系。在設(shè)計(jì)中，為本田飛度轎車選定的緩沖塊的工作頻率為 60Hz，這可在很大程度上減少轎車內(nèi)的噪音，提高乘坐的舒適性。在實(shí)際安裝中，彈簧限位緩沖塊通過(guò)螺栓與車架相連接。3. 懸架主要部件建模3.1 螺旋彈簧簡(jiǎn)易建模1、在桌面雙擊圖標(biāo) ，選擇【開(kāi)始】|【機(jī)械設(shè)計(jì)】，進(jìn)入線框架結(jié)構(gòu)與曲面設(shè)計(jì)模塊，繪制圖 3.1 所示草圖，螺旋彈簧簧絲直徑為 12mm。圖 3.1 彈簧直徑草圖2、按圖 3.2 所示示建立螺旋彈簧模型，其中螺距

42、為 40mm，彈簧自由高度為300mm。圖 3.2 螺旋彈簧掃掠圖3、切除彈簧端部，彈簧模型得以建成，2 端切除的寬度各為 6mm。圖 3.3 螺旋彈簧端部切除圖3.2 減震器簡(jiǎn)易建模1、建立減震器缸體模型，減震器工作缸直徑 40mm，缸體厚度 2mm。總長(zhǎng)392mm，模型顏色在屬性中定義，圖 3.4 中所示下托盤(pán)直徑必須大于螺旋彈簧外徑，取為 190mm。圖 3.4 減震器缸體模型圖2、建立減震器活塞桿模型，如圖 3.5 所示，其中桿長(zhǎng) 332mm，上托盤(pán)直徑必須大于螺旋彈簧外徑，取為 190mm?；钊睆綉?yīng)與缸體直徑相同。圖 3.5 減震器桿模型圖3.3 輪胎簡(jiǎn)易建模1、在草圖模塊 xy

43、面上建立如圖 3.6 所示草圖。圖 3.6 輪胎截面草圖2、建立完成后退出草圖，繞 x 軸旋轉(zhuǎn) 360 度，得到輪胎初步空心實(shí)體，如圖 3.7所示。圖 3.7 半邊輪胎實(shí)體3、輪胎花紋建模如圖 3.8 所示，花紋深度為 15mm。圖 3.8 輪胎花紋建模4、將花紋實(shí)體繞 x 軸 360旋轉(zhuǎn)，再將整個(gè)模型實(shí)體鏡像對(duì)稱得到實(shí)體模型，如圖 3.9 所示，在屬性中定義模型如下所示的顏色。圖 3.9 輪胎實(shí)體模型3.4 輪輞簡(jiǎn)易建模1、繪制如圖 3.10 所示草圖，細(xì)節(jié)的尺寸參考 CATIA 模型文件。圖 3.10 輪輞草圖2、退出草圖工作界面，將草圖繞 x 軸旋轉(zhuǎn) 360，得到旋轉(zhuǎn)體。圖 3.11 輪

44、輞半部實(shí)體3、進(jìn)行凹槽和倒角處理，得到如圖 3.12 所示實(shí)體。圖 3.13 輪輞半部實(shí)體4、運(yùn)用鏡像功能，得到輪輞模型。圖 3.14 輪輞實(shí)體5、進(jìn)行凹槽和倒角處理，如圖 3.14 和 3.15 所示。圖 3.14 輪輞實(shí)體圖 3.15 輪輞實(shí)體6、圖 3.16 為最終的輪輞模型。圖 3.16 輪輞實(shí)體3.5 橫向穩(wěn)定桿建模1、在草圖編輯器中建立如圖 3.17 所示草圖。圖 3.17 橫向穩(wěn)定桿直徑草圖2、退出并進(jìn)入 xy 工作界面，繪制如圖 3.18 草圖，具體尺寸如圖所示。圖 3.18 橫向穩(wěn)定桿桿體草圖3、利用掃掠功能將圖 3.17 中草圖沿著圖 3.18 草圖中的曲線掃掠得到實(shí)體，并

45、鏡像對(duì)稱，得到穩(wěn)定桿實(shí)體模型，如題 3.19 所示。圖 3.19 橫向穩(wěn)定桿模型3.6 下擺臂建模1、進(jìn)入草圖編輯器，繪制圖 3.20 所示草圖，退出并拉伸 30mm。圖 3.20 下擺臂建模草圖2、選取上述拉伸實(shí)體一表面繪制圖 3.21 所示草圖，退出并凹槽處理。圖 3.20 下擺臂建模草圖3、在圖 3.21 所示位置打通孔，直徑為 10mm。圖 3.21 通孔位置示意圖4、在圖示位置打孔，直徑為 10mm。圖 3.22 通孔位置示意圖5、偏移 zx 平面，方向及距離如圖 3.23 所示。圖 3.23 平面偏移圖6、繪制連接橫向穩(wěn)定桿的部位草圖，退出并拉伸，厚度為 7mm，如圖 3.24 所

46、示。圖 3.24 下擺臂連接位置示意圖7、在該連接部位上打孔，直徑為 22mm，整個(gè)實(shí)體如圖 3.25 所示。圖 3.25 下擺臂模型圖4. 懸架模型的處理4.1 模型的裝配4.1.1 CATIA 中模型裝配新建 CATIA 裝配文件，按前輪定位參數(shù)的要求裝配懸架實(shí)體，其中主銷后傾角1.69，主銷內(nèi)傾角 12.2510，由于車輪外傾角很小，裝配時(shí)，可垂直于坐標(biāo)平面進(jìn)行擺放。最終完成裝配實(shí)體如圖 4.1 所示，注意滑柱軸線與彈簧軸線不共線。圖 4.1 基于 CATIA 懸架模型裝配圖4.2 模型文件格式的轉(zhuǎn)化與導(dǎo)入4.2.1 模型由 CATIA 導(dǎo)入 SolidWorks在 CATIA 中，將模

47、型另存為 igs 格式文件，打開(kāi) SolidWorks 軟件，導(dǎo)入該 igs 格式文件，模型在 solidworks 中打開(kāi),導(dǎo)入過(guò)程中，模型的組件需要以 part 形式導(dǎo)入，模型在 SolidWorks 中如圖 4.2 所示。圖 4.2 基于 SolidWorks 的懸架模型圖4.2.2 模型由 SolidWorks 導(dǎo)入 ADAMS 在 SolidWorks 中將模型另存為 x_t 格式文件，在 ADAMS 中打開(kāi)該格式的文件，在圖 4.3 中需要注意，F(xiàn)ile Type 選 x_t 格式，F(xiàn)ile to read 選文件所在的路徑，Model name 選建立的模型名。圖 4.3 Ada

48、ms 模型導(dǎo)入界面于是模型便導(dǎo)入到 ADAMS 中，命名為 Front _ suspension，導(dǎo)入后的模型如圖 4.4所示。圖 4.4 基于 ADAMS 的懸架模型圖5. 懸架模型的仿真5.1 Adams 中懸架模型的處理5.1.1 模型的簡(jiǎn)化方法由車輛的實(shí)際運(yùn)動(dòng)可知，橫向穩(wěn)定桿本身具有彈性，是柔性件，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)發(fā)生扭曲，這種仿真在 ADAMS 中實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難，于是仿真時(shí)需要忽略橫向穩(wěn)定桿。同時(shí)，模型中的彈簧構(gòu)件是無(wú)法定義成彈簧的，需要按照彈簧參數(shù)重新構(gòu)建彈簧，建立彈簧時(shí)，彈簧上作用點(diǎn)為減震器桿的上球鉸點(diǎn)，下作用點(diǎn)為減震器上彈簧下托盤(pán)的中心點(diǎn)，彈簧剛度 17.3N/mm,阻尼系數(shù)為

49、 2063。為進(jìn)行試驗(yàn)，需要增加試驗(yàn)臺(tái)，最終模型如圖 4.5所示。圖 5.1 基于 ADAMS 的懸架簡(jiǎn)化模型5.1.2 模型構(gòu)件的命名對(duì)模型構(gòu)件進(jìn)行命名，采用中文拼音命名，便于后期仿真分析。對(duì)應(yīng)的名稱如 4.6圖。圖 5.2 模型構(gòu)件名稱5.1.3 模型質(zhì)量的定義對(duì)模型各個(gè)構(gòu)件材料進(jìn)行定義，ADAMS 會(huì)自動(dòng)定義出構(gòu)件的質(zhì)量。如圖 5.3 所示窗口 Define Mass By 選 Geometry and Material Type，在 Material Type 中選擇構(gòu)件材料。圖 5.3 ADAMS 模型構(gòu)件質(zhì)量定義窗口5.2 模型仿真準(zhǔn)備5.2.1 運(yùn)動(dòng)副的添加1、懸架彈簧橡膠塊通過(guò)

50、螺栓與車架固接在一起，在 ADAMS 模型中，可通過(guò)固定鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)。2、減震器桿頂端和橡膠塊通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副進(jìn)行約束，限制了 2 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)和 3 個(gè)平動(dòng)自由度；3、減震器桿和減震器缸體通過(guò)圓柱副約束，限制了 2 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和 2 個(gè)平動(dòng)自由度；4、在主銷下端的球鉸處施加球運(yùn)動(dòng)副，限制 3 個(gè)平動(dòng)自由度；下擺臂 2 端通過(guò)球鉸與副車架（地面）相約束，限制 3 個(gè)平動(dòng)自由度；5、試驗(yàn)臺(tái)與地面通過(guò)移動(dòng)副相約束，限制 2 個(gè)平動(dòng)和 3 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；6、車輪與試驗(yàn)臺(tái)在仿真過(guò)程中需保持接觸，于是需在 2 者之間添加在面上的約束，限制 1 個(gè)點(diǎn)的 1 個(gè)平動(dòng)自由度。7、其余螺栓螺母均與相連接的構(gòu)件通過(guò)固定鎖來(lái)約束

51、。5.2.2 運(yùn)動(dòng)函數(shù)的添加試驗(yàn)臺(tái)與地面的移動(dòng)副上施加平移運(yùn)動(dòng)，位移函數(shù)為 50*sin（360d*time）,如 5.4圖所示。圖 5.4 Adams 仿真位移函數(shù)添加窗口模型結(jié)果如圖 5.5 所示。圖 5.5 基于 Adams 的懸架建模型圖ADAMS 系統(tǒng)計(jì)算的自由度如圖 5.6 所示。圖 5,6 ADAMS 模型自由度計(jì)算結(jié)果5.3 MARKER 點(diǎn)創(chuàng)建5.3.1 創(chuàng)建測(cè)量車輪定位參數(shù)的 MARKER 點(diǎn)1、為測(cè)量主銷內(nèi)傾角，主銷后傾角需要選中主銷下球鉸中心的 MARKER_88 與主銷上球鉸中心的 MARKER_83，系統(tǒng)已自行創(chuàng)建，不需另外創(chuàng)建。2、為測(cè)量車輪側(cè)向位移量與車輪跳動(dòng)量

52、，需要?jiǎng)?chuàng)建車輪幾何中心點(diǎn)MARKER_123。3、為測(cè)量車輪前束，需要?jiǎng)?chuàng)建車輪后部在 z 方向與車輪中心等高的MARKER_115。4、為測(cè)量車輪外傾角，需要?jiǎng)?chuàng)建車輪頂部的 MARKER_117。5.4 進(jìn)行仿真仿真前，設(shè)置 end time 為 1 秒，steps 為 100，點(diǎn)擊三角形圖標(biāo)進(jìn)行仿真,如圖 5.7所示。圖 5.7 ADAMS 仿真設(shè)置窗口6. 懸架模型仿真結(jié)果的測(cè)量與分析6.1 測(cè)量結(jié)果6.1.1 定位參數(shù)的測(cè)量在 ADAMS 工具欄上按 buildmeasurefunctionnew 路徑打開(kāi)測(cè)量窗口，圖示如 6.1。圖 6.1 Adams 仿真測(cè)量輸入窗口1、測(cè)量主銷內(nèi)傾

53、角隨時(shí)間的變化曲線，輸入內(nèi)容為ATAN(DX(MARKER_83,MARKER_88)/ DZ(MARKER_83,MARKER_88), 單位為angle，結(jié)果如圖 6.2 所示，在振動(dòng)周期內(nèi)，主銷內(nèi)傾角在 11.74 度到 13.46 度范圍內(nèi)按正弦規(guī)律變化，變化較小。圖 6.2 主銷內(nèi)傾角隨時(shí)間變化曲線2、輸入 ATAN(-DY(MARKER_83,MARKER_88)/DZ(MARKER_83,MARKER_88)測(cè)量主銷后傾角隨時(shí)間的變化曲線，結(jié)果如圖 6.3 所示，在振動(dòng)周期內(nèi)，主銷后傾角在 1.53 度到 1.86 度范圍內(nèi)按正弦規(guī)律變化，變化較小。圖 6.4 主銷外傾角隨時(shí)間變

54、化曲線3、輸入 -DZ(MAKER123)測(cè)量車輪跳動(dòng)量隨時(shí)間的變化曲線，結(jié)果如圖 6.5 所示，在振動(dòng)周期內(nèi)，跳動(dòng)位移在-50mm 到 50mm 范圍內(nèi)變化，變化遵循正弦規(guī)律。圖 6.5 車輪跳動(dòng)量隨時(shí)間變化曲線4、輸入 DX(MAKER123)測(cè)量車輪側(cè)向位移量隨時(shí)間的變化曲線。結(jié)果如圖 6.6 所示，在振動(dòng)周期內(nèi)，側(cè)向位移在-5.50mm 到-1.58mm 范圍內(nèi)變化，變化較小。圖 6.6 側(cè)向位移隨時(shí)間變化曲線5、輸 ATAN(DX(MARKER_117,MARKER_116)/DZ(MARKER_117,MARKER_116)測(cè)量前輪外傾角隨時(shí)間的變化曲線，結(jié)果如圖 6.7 所示，在

55、周期內(nèi)，車輪外傾角在 0 度與 0.3094 度之間變化。圖 6.7 前輪外傾角隨時(shí)間變化關(guān)系曲線6、輸入 ATAN(DX(MARKER_115,MAKER123)/DY(MARKER_115,MAKER123)測(cè)量前輪前束隨時(shí)間的變化曲線，如圖 6.8 所示，角度在-0.24 度到 1.16 度之間變化，變化較小。圖 6.8 前輪前束隨時(shí)間變化關(guān)系曲線6.2 處理結(jié)果并分析結(jié)論6.2.1 處理結(jié)果 整車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，輪胎和車身的相對(duì)位置很有可能發(fā)生變化，這將使車輪定位參數(shù)發(fā)生變化，為了便于分析，需要以車輪跳動(dòng)量作為自變量，研究前輪定位參數(shù)的變化情況。1、分析主銷后傾角隨車輪跳動(dòng)曲線，如圖 6

56、.9 所示.圖 6.9 主銷后傾角隨車輪跳動(dòng)量變化曲線 由圖中明顯可以看出，在振動(dòng)周期內(nèi)，車輪由水平線下方極限位置回到平衡位置過(guò)程中，主銷后傾角從 1.53 度開(kāi)始不斷增大，車輪向上偏離平衡位置過(guò)程中，主銷后傾角仍然增大，最終增長(zhǎng)到 1.86 度，變化范圍小。主銷后傾角的存在可使車輪偏轉(zhuǎn)后能產(chǎn)生繞主銷的回正力矩，時(shí)車輪得到回正，保證汽車的直線行駛2。主銷初始定位時(shí)，主銷后傾角為 1.69 度，曲線表明主銷后傾角變化不大，符合設(shè)計(jì)要求。車輪上下跳時(shí)，懸架每壓縮 10mm，主銷后傾角變化在 10到 40間7，車輪上跳，主銷后傾角增大，車輪下跳，主銷后傾角減小。該變化特性意味著車輪在受到?jīng)_擊或遇到障

57、礙物后縱傾中心將向后移動(dòng)而處于前輪后方，這樣可以保證汽車的抗俯仰和抗前蹲特性，保證汽車直線行駛的穩(wěn)定性20。2、分析主銷內(nèi)傾角隨車輪跳動(dòng)曲線，如圖 6.10 所示由圖中明顯可以看出，在振動(dòng)周期內(nèi)，車輪由水平線下方極限位置回到平衡位置過(guò)程中，主銷內(nèi)傾角從 11.74 度開(kāi)始不斷增大，車輪向上偏離平衡位置過(guò)程中，主銷后傾角仍然增大，最終增長(zhǎng)到 13.46 度。為了得到較小的或負(fù)值主銷偏移距，需要有較大的主銷內(nèi)傾角，由圖可知，主銷內(nèi)圖 6.10 主銷內(nèi)傾角隨車輪跳動(dòng)量變化曲線 傾角就車輪上跳量的增加而追加，隨著車輪下跳量的增加而減小，過(guò)程中主銷后傾角變化不大，這種變化趨勢(shì)使車輪在上跳過(guò)程中主銷偏移距

58、不斷變大20，相應(yīng)的轉(zhuǎn)向回正力矩也不斷增大，有助于保證汽車的直線行駛性能。3、分析輪距變化量隨車輪跳動(dòng)量的變化曲線，如圖 6.11 所示圖 6.11 輪距隨車輪跳動(dòng)量的變化曲線輪距變化會(huì)使?jié)L動(dòng)輪胎發(fā)生側(cè)偏，從而產(chǎn)生側(cè)向力和滾動(dòng)阻力，較大的側(cè)向力和滾動(dòng)阻力會(huì)使汽車的直線行使能力下降。另外，輪距變化對(duì)轉(zhuǎn)向也有較大的影響。本畢業(yè)設(shè)計(jì)麥弗遜式前懸的側(cè)傾中心位置高 87mm，輪距變化量為：上跳時(shí)3.47mm，下跳時(shí)2.72mm，變化量均不超過(guò) 4mm7，這些都是有益的因素，輪距變化小，輪胎磨損速率就慢。本田飛度作為一款城市用車，其車輪跳動(dòng)量范圍小,一般在-20mm-20mm 范圍內(nèi)變化，設(shè)計(jì)方案是可行的

59、20。4、分析前輪外傾角隨車輪跳動(dòng)量的變化曲線，如圖 6.12 所示圖 6.12 前輪外傾角隨車輪跳動(dòng)量的變化曲線一方面，設(shè)立外傾角可以除掉支承及轉(zhuǎn)向節(jié)中的間隙；另一方面，設(shè)立外傾角足以確保汽車在承載時(shí)車輪和地面保持垂直關(guān)聯(lián)。理想的外傾角為 5到 10，這樣可以使磨損均勻和滾動(dòng)阻力小，然而，實(shí)際所取的車輪外傾角基本上偏離了理想的值，這是為了獲得良好的輪胎轉(zhuǎn)向側(cè)偏性能的緣故（外傾角使得路面對(duì)車輪有外傾推力，是車輪轉(zhuǎn)向所需橫向力的一部分）21。由曲線可知，車輪上跳時(shí)，前輪外傾角變大，由 0 度變?yōu)?0.24 度（14.4） ；車輪下跳時(shí)，前輪外傾角也變大，由 0 度變?yōu)?0.31 度（18.6）這

60、樣在整個(gè)輪胎跳動(dòng)過(guò)程中，輪胎均具有良好的轉(zhuǎn)向側(cè)偏特性。整個(gè)過(guò)程中，車輪外傾角變化小，符合設(shè)計(jì)要求20。5、分析前輪前束角隨車輪跳動(dòng)量變化的關(guān)系曲線，曲線如圖 6.13 所示。由曲線可知，前束在-0.24 度到 1.16 度范圍內(nèi)變化，變化較小，可避免滾動(dòng)阻力增大帶來(lái)的輪胎磨損。作為前輪驅(qū)動(dòng)的轎車，設(shè)計(jì)有負(fù)的前束值，可以使車輛獲得不足轉(zhuǎn)向特性，有助于車輪在驅(qū)動(dòng)力的作用下能保持直線行駛20，21。前輪前束角可摒棄前輪外傾帶來(lái)的輪轉(zhuǎn)相近于滾錐的現(xiàn)象。圖 6.13 前輪前束隨車輪跳動(dòng)量變化的曲線7. 結(jié)論 該畢業(yè)設(shè)計(jì)是基于本田 2014 款飛度轎車原有參數(shù)的基礎(chǔ)之上，對(duì)飛度轎車的麥弗遜式獨(dú)立前懸進(jìn)行重

61、新設(shè)計(jì)和計(jì)算，并運(yùn)用 CATIA 軟件進(jìn)行簡(jiǎn)易的三維建模，再由軟件 SolidWorks 導(dǎo)入 ADAMS 軟件,繼而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，最后對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，并以此討論設(shè)計(jì)的合理性。由結(jié)論可知該畢業(yè)設(shè)計(jì)具有一定的合理性，各個(gè)前輪定位參數(shù)在車輪跳動(dòng)周期內(nèi)變化較小。同時(shí)，各個(gè)參數(shù)對(duì)汽車的操縱穩(wěn)定性行駛平順性都具有較好的貢獻(xiàn)，主銷后傾角的變化可足夠確保汽車的抗俯仰和抗前蹲性。畢業(yè)設(shè)計(jì)可以綜合復(fù)習(xí)、提煉和運(yùn)用四年學(xué)過(guò)專業(yè)知識(shí)。該畢業(yè)設(shè)計(jì)首先從課本出發(fā)，參照汽車設(shè)計(jì)等教材對(duì)麥弗遜式前懸架各個(gè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)與校核，但并不拘泥于課本。為了檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性，運(yùn)用了三維建軟件 CATIA 進(jìn)行簡(jiǎn)易建模，從對(duì)仿真結(jié)果

62、分析中可以看出設(shè)計(jì)的合理性，對(duì)生產(chǎn)實(shí)際具有一定的指導(dǎo)意義。由于時(shí)間原因，此畢業(yè)設(shè)計(jì)存在諸多缺陷。首先，多數(shù)三維建模模型得到了簡(jiǎn)化，如減震器實(shí)際上是很復(fù)雜的構(gòu)件，在三維建模中，我將其簡(jiǎn)化成活塞和活塞缸體，對(duì)仿真結(jié)果會(huì)造成一定影響。 其次，在仿真過(guò)程中，忽略了輪胎和輪輞輪轂等構(gòu)件間的相互作用，ADAMS 仿真中用鎖命令直接鎖住，對(duì)仿真結(jié)果存在一定影響。最后，由于 ADAMS 軟件無(wú)法仿真柔性桿件，仿真時(shí)拋棄了橫向穩(wěn)定桿，沒(méi)有考慮到汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)左右車輪間的關(guān)聯(lián)作用，忽略了由此造成的影響。以上這些缺點(diǎn)有待修正，雖然不會(huì)對(duì)結(jié)果造成大的影響，但總的來(lái)說(shuō)有所偏差，是需要避免的。致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)的這個(gè)階段接近了尾聲

63、，我大學(xué)四年的學(xué)習(xí)和生活也即將劃上句號(hào)?；厥状髮W(xué)四年在學(xué)校呆過(guò)的每一天，都是那么的精彩和難忘。朗朗書(shū)聲的綜合樓b區(qū)，碧波蕩漾的琴湖，香味飄飄的食堂，激情飛揚(yáng)的文體中心和籃球館，無(wú)不在我的四年生活中留下美麗的倒影，感謝親愛(ài)的母校。最值得感謝的是我的老師和同學(xué)，如果沒(méi)有你們的幫助，我想我不可能單單靠自己來(lái)完成這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，在我不懂得時(shí)候，同學(xué)們積極解答疑問(wèn)，老師也及時(shí)幫助。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是在母校沈陽(yáng)理工大學(xué)完成的，感謝梁繼輝老師的悉心指導(dǎo)，我的成果也飽含著老師的熱性和投入，感謝梁老師。非常謝謝大家，祝你們生活、事業(yè)順利如意，身體健康。 我還要感謝我的父母，是他們支持我上大學(xué)，給予我經(jīng)濟(jì)和精神上的支持

64、，使我在沈陽(yáng)理工大學(xué)這個(gè)平臺(tái)上安心學(xué)習(xí)，讓我得以完成這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，謝謝爸爸媽媽?？傊诟兄x之余,我會(huì)倍加努力，爭(zhēng)取進(jìn)步到新的高度，斷然不辜負(fù)任何眷顧我的人。參考文獻(xiàn)1 劉惟信.汽車設(shè)計(jì).第 1 版.清華大學(xué)出版社，2001 年：431442.2 陳家瑞.汽車構(gòu)造下冊(cè).第 3 版.機(jī)械工業(yè)出版社，2009 年：199236.241243.3 彭莫，習(xí)增祥，黨瀟正.汽車懸架構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算.第 1 版.機(jī)械工業(yè)出版社，2012年：13，7174,267268.4 騰龍科技.CATIA V5 R20 產(chǎn)品造型及設(shè)計(jì).第 1 版.清華大學(xué)出版社,2011 年：210232.5 辛文彤，李志尊.Soli

65、dWorks 2012 中文版從入門(mén)到精通.第 1 版.人民郵電出版社，2012 年：13,69,402405.6 賈長(zhǎng)治，殷軍輝，薛文星.MD ADAMS 虛擬樣機(jī)從入門(mén)到精通.第 1 版.機(jī)械工業(yè)出版社，2010 年：3254,6671,7778,165180.7 王望予.汽車設(shè)計(jì).第 4 版.機(jī)械工業(yè)出版社，2004 年：174218.8 賴姆帕爾（德）著，李旭東譯.汽車懸架.第 2 版.機(jī)械工業(yè)出版社，2013 年：2829，3740.9 周長(zhǎng)城.汽車減震器設(shè)計(jì)與特性仿真.第 1 版.機(jī)械工業(yè)出版社，2012 年：6970.10 陸光迪.國(guó)產(chǎn)轎車四輪定位規(guī)范及調(diào)整手冊(cè)（一）.第 1 版

66、.機(jī)械工業(yè)出版社，2008年：310313.11 嵇偉.新型汽車懸架與車輪定位.第 1 版.機(jī)械工業(yè)出版社，2004 年：1518,4049.12 王科.夏利轎車前獨(dú)立懸架設(shè)計(jì).湖南大學(xué).2007 年:23，67，1114.13 李徐東. 汽車懸架非線性振動(dòng)特性分析.天津大學(xué).2008 年：1216.14 梁新成,黃志剛,朱亭,穆以東.汽車懸架的發(fā)展現(xiàn)狀和展望.北京工商大學(xué)學(xué)報(bào).2006 年，第 24 卷第 2 期：3031.15 徐貴清. 汽車懸架研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì). 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè).2010 年，第 22 期：3536.16 連景偉，喬虎，向穎.基于 CATIA 的工程圖拼圖打印管理系統(tǒng). 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2013 年,第 03 期:6768.17 簡(jiǎn)興梅.基于 CATIA 的電控限滑差速器結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度分析.吉林大學(xué).2006 年：13.18 康博.工業(yè)機(jī)器人軌跡跟蹤控制算法研究.華南理工大學(xué).2012 年：13.19 李炳華.海底車體轉(zhuǎn)向式履帶車行走性能的仿真研究.中南大學(xué).2008 年：13.20 羅永革，馮櫻.汽車設(shè)計(jì).第 1 版.機(jī)械工業(yè)出版社.2011 年,1802