悬架-开题报告.doc

辽宁工业大学

毕业设计（论文）
开题报告

题目 轻型客车悬架系统设计

汽车与交通工程学 院（系） 车辆工程 专业 105 班

学生姓名 张金凯
学 号 101201141
指导教师 郝亮

开题日期：2014年 3月 20日

开 题 报 告
一、毕业设计（论文）题目的来源，理论或实际应用意义
题目来源：生产实际
理论或实际应用意义：
车悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，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。典型的汽车悬挂结构由弹性元件、减震器以及导向机构等组成，这三部分分别起缓冲，减振和力的传递作用。绝大多数悬挂多具有螺旋弹簧和减振器结构，但不同类型的悬挂的导向机构差异却很大，这也是悬挂性能差异的核心构件。根据结构不同可分为非独立悬架和独立悬架两种。
随着人们对客车乘坐舒适性及操纵安全性的要求愈来愈高,对于悬架的选择要求更加严格。由于客车的结构和功能的特殊性，选择合适的前后悬架对于客车的设计起着重要的作用。独立悬架系统因其车轮触地性良好、乘坐舒适性及操纵安全性大幅提升、左右两轮可自由运动等优点,已被现代轻型客车普遍采用。非独立悬架以其结构简单；制造容易；维修方便；工作可靠的优点广泛应用于客车的后桥部分。悬架作为提高汽车操纵稳定性和乘坐舒适性等关键部分必须进行更好的改进，由此悬架得到了人们广泛重视和深入研究。
本次毕业设计题目的应用意义在于通过实际操作进行对悬架系统研究，初步掌握利用计算机辅助设计悬架的方法。它运用这前后不同的悬架形式，可以为现有的和新设计的车辆提供一个快速而又经济的设计计算轻型客车悬架性能的方法和工具。可以直观地查看、显示悬架系统各个参数对汽车性能的影响并且合理调整这些参数达到最优的设计方案。能在很短的时间内对设计方案进行计算，并且为使用者提供了较为简单方便的应用方式。

（注）开题报告要点：1、毕业设计（论文）题目的来源，理论或实际应用意义。2、题目主要内容及预期达到的目标。3、拟采用哪些方法及手段。4、完成题目所需要的实验或实习条件。5、完成题目的工作计划等。
（开题报告不够用时可另附同格式A4纸）
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开 题 报 告
二、题目主要内容及预期达到的目标
l 本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求：
1. 课题任务内容：
（1）完成轻型客车前后悬架系统的设计。
（2）用CATIA绘制三维零件平顺性分析。
（3）进行轻型客车平顺性分析。
2. 课题工作量：
a.用CAXA或AUTOCAD绘制轻型客车前、后悬架装配图各1张；
b.应用MATALAB或ADAMS对轻型客车进行平顺性分析（编程）；
c.应用CATIA画三维零件图，并且生成3视图；
d.设计说明书1份；
e.外文翻译不少于3000字。
l 预期达到的目标：
1. 悬汽车转向时，稍有不足转向特性。
2. 车身从空载到满载时的振动频率变化小。
3. 前后悬架能可靠的传递车身与车轮之间的力和力矩。
4. 前后悬架既能满足零部件质量要求的同时，又能保证足够的强度和使用寿命。
5. 保证汽车制动或加速时的车身稳定，减少车身纵倾，平衡转弯时车身侧倾角。
6. 具有合适的衰减振动能力，提高汽车的通过性。
能保证有良好的行驶平顺性。

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开 题 报 告
三、 拟采用哪些方法及手段
l 设计悬架应当满足的基本要求：
1． 保证汽车有良好的行驶平顺性。
2． 具有合适的衰减震动的能力。
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． 结构紧凑，占用空间要小。
6． 可靠的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。
l 方案论证：
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两侧车轮由一根整体式车架相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架或车身的下面。非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上。独立悬架是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架悬挂在车架或车身下面的。其优点是：质量轻，减少了车身受到的冲击，并提高了车轮的地面附着力；可用刚度小的较软弹簧，改善汽车的舒适性；可以使发动机位置降低，汽车重心也得到降低，从而提高汽车的行驶稳定性；左右车轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。不过，独立悬架存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点。现代轿车大都是采用独立式悬架，按其结构形式的不同，独立悬架又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬架等。
麦弗逊式悬架是当今世界用的最广泛的轿车前悬架之一。麦弗逊式悬架由螺旋弹簧、减振器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。麦弗逊式悬架有构造简单, 占用空间小, 操纵稳定性良好优点。并且在一个下摇臂和支柱的几何结构下能自动调整车轮外倾角，让其能在过弯时自适应路面，让轮胎的接地面积最大化。由此轻型客车前悬架采用麦弗逊式独立悬架，圆柱螺旋弹簧，双向作用筒式减振器。

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开 题 报 告
常用的后悬架有麦弗逊式独立悬架、多连杆独立悬架、双叉臂式独立悬架、拖曳臂式悬架、单纵臂扭杆梁式悬架。其中麦弗逊式独立悬架作为后悬架容易出现横向刚度小、稳定性不佳、转弯侧倾较大；多连杆独立悬架的制造成本高、结构复杂、占用较大空间；双叉臂式独立悬架的制造成本高、悬架定位参数设定复杂；拖曳臂式悬架承载性能差、抗侧倾能力较弱、减震性能差、舒适性有限。螺旋弹簧悬架、空气弹簧悬架大部分适用于轿车且结构较钢板弹簧悬架复杂。由于上述几种悬架不能满足要求，故对于轻型客车后悬架采用非独立式钢板弹簧悬架。其优点是组成悬架的构件少，易于维修，寿命长，适合重载。
减振器是车辆悬架系统中的重要部件，其性能的好坏对车辆的舒适性以及车辆及悬架系统的使用寿命等有较大影响。汽车在受到来自不平路面的冲击时，其悬架弹簧可以缓和这种冲击，但同时也激发出较长时间的振动，使乘坐不适。与弹性元件并联安装的减振器可很快衰减这种振动，改善汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。
汽车悬架中广泛采用液压减振器。液压减振器按其结构可分为摇臂式和筒式；按其工作原理可分为单向作用式和双向作用式。筒式减振器由于质量轻、性能稳定、工作可靠、易于大量生产等优点，成为了汽车减振器的主流。筒式减振器又可分为双筒式、单筒式和充气筒式，其中以双筒式应用最多。充气筒式减振器在筒式减振器中充以一定压力的气体，改善了高速时的减振性能，并有利于消除减震器产生的噪声，但由于成本及使用维修问题，使其推广应用受到一定限制。本设计中，选用双向作用筒式减振器。
故综上所诉，本次轻型客车悬架设计的前悬架设计为麦弗逊悬架，后悬架为非独立钢板弹簧悬架，双作用式减振器。

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开 题 报 告
5、毕业设计（论文）课题进度计划：
起讫日期
工 作 内 容
2.24～3.02
3.03～3.09
3.10～3.16
3.17～3.23
3.24～3.30
3.31～4.06
4.07～4.13
4.14～4.20
4.21～4.27
4.28～5.04
5.05～5.11
5.12～5.18
5.19～5.25
5.26～5.31
6.01～6.07
6.08～6.14
6.15～6.21
6.22～6.27
熟悉课题，收集和整理资料
熟悉相关设计软件
毕业实习，调研
提出研究方案，准备开题，开题答辩
完成参数的计算
完成参数的计算
外文翻译，绘制悬架草图
绘制装配图
绘制装配图
绘制装配图
绘制装配图，中期检查
绘制装配图及零件图
绘制零件图
平顺性分析及程序设计
平顺性分析及程序设计
资料整理撰写说明书
资料整理撰写说明书，调整、完善并最终打印说明书、图纸
准备答辩

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查阅资料、文献目录
[1] 张洪欣．汽车行驶平顺性计算机预测，汽车工程，1986（3）
[2] 齐志鹏．汽车悬架和转向系统的结构原理与检修．北京：人民邮电出版社，2000
[3] 鲁金忠．CATIA机械设计实用教程．北京：化工工业出版社，2007.10．
[4] 龚为寒．汽车现代设计制造.北京：人民交通出版社，1995.8
[5] 孙芳宁．汽车悬架非线性系统响应分析．长春：吉林工业大学学报，1988.5．
[6] 张立军．汽车振动分析．上海：同济大学出版社，2002.5．
[7] 王 瑄．悬架元件及底盘力学．长春：吉林科学技术出版社，1992．
[8] 郭孔辉．计算钢板弹簧总成弧高的新方法．汽车技术，1972（6）．
[9] 汽车工程手册编辑委员会编．汽车工程手册：设计篇．北京：人民交通出版社，2001．
[10] 杨宗孟．汽车钢板弹簧的设计与计算．汽车技术，1979．
[11] 郭孔辉．钢板弹簧刚度计算的主片分析法．汽车工程，1984.6．
[12] Zahavi,E. Analyais of a contact problem in leaf springs. Mechanica Research Communications,1992,19(1)
[13] Yu F.,Crolla D.A.,A State Observer Design for an Adaptive Vehicle Suspension,Vehicle Suspension Dynamic,1998

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指导教师意见：
(对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测)
该生提出的客车前悬架是采用麦弗逊悬架形式、后悬架采用钢板弹簧非独立式悬架形式，结构方案合理。但对于如何进行有效悬架设计的整体思路不清，查阅资料有限，自己不能有效利用查阅资料和工具书有效去深入解决问题，主动思考能力较差。不能积极主动完成任务，工作量相对滞后，希望加快设计进度，能够认真及时的完成老师所安排的各项任务，只有这样才能及时顺利完成毕业设计。

指导教师签字：

年 月 日

教研室意见：

同意指导老师意见，同意开题

教研室主任签字：
年 月 日
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