理论教育 汽车悬架构件设计计算-空间模型与坐标确定

汽车悬架构件设计计算-空间模型与坐标确定

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:在绘出双横臂悬架空间模型的前提下,列出相关点的坐标,并利用这些坐标确定上下摆臂的坐标,然后利用YZ平面和XZ平面的模型确定悬架中心和力矩中心。图3-17 双横臂悬架空间模型表3-1 双横臂悬架相关点的代号及坐标2.上下臂的坐标双横臂悬架常做成双叉杆式或A臂式,如图3-17所示。请注意AuDu和AdDd是满载时的空间直线,其延长线不一定交于一点。

汽车悬架构件设计计算-空间模型与坐标确定

在绘出双横臂悬架空间模型的前提下,列出相关点的坐标,并利用这些坐标确定上下摆臂的坐标,然后利用YZ平面和XZ平面的模型确定悬架中心和力矩中心。

1.空间模型

双横臂悬架空间模型如图3-17所示。图中除上、下三角架外,还有扭杆、减振器以及转向机构等。相关点的坐标列于表3-1中。

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图3-17 双横臂悬架空间模型

表3-1 双横臂悬架相关点的代号及坐标

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2.上下臂的坐标

双横臂悬架常做成双叉杆式或A臂式,如图3-17所示。它利用上三角架AuBuCu和下三角架AdBdCd将车轮和车身联结起来。为简化分析和计算的需要,常将上、下三角架各简化为摆臂,也就是图3-17中的AuDuAdDd。因此确定上、下臂的坐标,也就是在已知三角架三点ABC的坐标的情况下,确定DuDd两点的坐标。确定的具体步骤如下所述。

(1)计算“三角架”各边的空间长度

xyz为“三角架”各点的坐标,那么“三角架”各边的实际长度可根据图3-18的关系利用下列三式计算:

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图3-18 摆臂坐标的确定

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(2)确定臂端坐标

在实际边长的三角形中,过点A所作边长lBC的垂线AD(长度为l)便是臂长,其垂足D便是臂的另一端点,与点D相关的BD(长度为lBD)和臂长AD(长度为l)可用下列两式计算:

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式(3-32)中,垂足在三角形中部或在外下部者取正,其余取负。

垂足的坐标可用下列公式计算:

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垂足在△ABC中部者取正号,其余为负号。

3.悬架中心和力矩中心

为方便求出横向悬架中心和纵向悬架中心,把模型分别建立在YZ平面和XZ平面上。(www.daowen.com)

(1)横向悬架中心和侧倾力矩中心

横向导向机构分别由上臂AuDu和下臂AdDd构成,如图3-19所示。它属于摆臂外交式。

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图3-19 横向导向机构

AuDu以及AdDd的连线的延长线汇交于车轮外侧的点C,此点便是横向悬架中心。请注意AuDuAdDd是满载时的空间直线,其延长线不一定交于一点。正因为如此,在设计时,务必要保证AuDuAdDdE五点基本共面,即应使其x轴坐标基本相等。因此,上、下“三角架”的设计是不可随便的。

C与车轮着地中心点E的连线的延长线与车身中心线(中性面)的交点O就是侧倾力矩中心。侧倾力矩中心与悬挂质体质心的高度差便是侧倾力矩臂e

横向悬架中心C的位置由高度h和长度l1决定,而在横向平面内上、下臂所在直线的方程为

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解此二方程,便可求出点C的坐标YCZC,因此有

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(2)摆臂角φ1φ2

摆臂角可根据AuDuAdDd四点的坐标由下列两式计算

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(3)纵向悬架中心

纵向导向机构是由上臂销轴BuCu和下臂销轴BdCd构成,两销轴延线的交点Ce就是纵向悬架中心,如图3-20所示。至于纵向力矩中心,则需要前、后悬架配合导出,参见第二章。

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图3-20 纵向导向机构

(4)臂轴销角λ1λ2

上臂轴销角λ1与下臂轴销角λ2可根据BuCuBdCd四点的坐标,由式(3-39)和式(3-40)计算:

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