麦弗逊麦弗逊(Macpherson)悬架中的悬架中的作用力分析与计算方法作用力分析与计算方法华福林编写华福林编写华福林编写华福林编写本文是我根据所收集到的一些有关本文是我根据所收集到的一些有关资料，经消化吸收后并结合自己的资料，经消化吸收后并结合自己的实践经验编写的，仅供参考。实践经验编写的，仅供参考。麦弗逊悬架中载荷分三部分来确定麦弗逊悬架中载荷分三部分来确定:A.静载荷的确定；静载荷的确定；B.持续作用力的确定；持续作用力的确定；C.短时作用力的确定短时作用力的确定A. 麦弗逊悬架中静载荷的确定麦弗逊悬架中静载荷的确定 1. 弹簧和铰接中的静载荷弹簧和铰接中的静载荷(见图见图1): 在进行静力平衡分析时，将车轮、轮轴、减振器（含在进行静力平衡分析时，将车轮、轮轴、减振器（含活塞杆）对点活塞杆）对点A及下控制臂形成一整体，点及下控制臂形成一整体，点A固定在挡泥固定在挡泥板上，下控制臂的铰接固定于板上，下控制臂的铰接固定于B处。图处。图2是无约束系统图，是无约束系统图，选取减振器轴线为选取减振器轴线为Y轴；轴；X轴则与它垂直，用轴则与它垂直，用X及及Y轴上的轴上的反力代替支承反力代替支承A点。点。X-Y坐标相对于地面旋转一个坐标相对于地面旋转一个0角，角，也就是车轮回转轴在横向平面内的倾角。按图也就是车轮回转轴在横向平面内的倾角。按图1所示的距所示的距离符号，对离符号，对D点取矩后得平衡方程：点取矩后得平衡方程： Ax（c+o）= Nv-（Uv/2）b Ax= Nv-（Uv/2）b / （c+o） (1)式中：式中： b=Ro+d tg 0 mm Uv/2 前轮簧下质量的一半前轮簧下质量的一半 N 图图1 由由(1)式可知式可知: 若若 ( c+a)值增大值增大(即点即点A在挡泥板处愈高在挡泥板处愈高)，b值减小时，则值减小时，则使减振器活塞杆上的弯曲载荷使减振器活塞杆上的弯曲载荷Ax减小。减小。 另外另外, 在在Y轴方向上的所有力之和应等于零，即轴方向上的所有力之和应等于零，即F=0 见图见图2。因此，弹簧上的静载荷为因此，弹簧上的静载荷为： Fy=0 Ay=Ny+By 式中，式中，Ny=Nycos 0； By=Bx tg（+0） Fx=0 Bx=Ax+Nx ； 式中式中 Nx=Nv sin 0 减振器活塞杆的弯矩为：减振器活塞杆的弯矩为：Mk=aAx 减振器活塞杆导向套上的力为：减振器活塞杆导向套上的力为： Cx=AxL/（L-a） 作用于活塞上的力为：作用于活塞上的力为： Kx=Cx-Ax 线段线段a越短，越短，Cx和和kx就越小，导向套中和活塞上的摩擦力就越小，导向套中和活塞上的摩擦力（Ck1+Kx 2）也相应地减小。）也相应地减小。 2. 用作图法来确定作用力既简单又实用，如图用作图法来确定作用力既简单又实用，如图3所示。所示。 利用已知力利用已知力Nv和下和下控制臂控制臂BD所产生力的方向，就可获所产生力的方向，就可获得力得力A，将力，将力A分解成在减振器轴线方向上和与其垂直方向分解成在减振器轴线方向上和与其垂直方向上的分力，从而可得到支撑上的反力和作用于弹簧上的力。上的分力，从而可得到支撑上的反力和作用于弹簧上的力。 当代小轿车为了减小前轮驱动转动力臂当代小轿车为了减小前轮驱动转动力臂R0 （scub radius） ，常常把下臂球头，常常把下臂球头B从减振器轴线向车轮从减振器轴线向车轮方向移动方向移动t的距离，见图的距离，见图4。此时，车轮回转轴线和减振器。此时，车轮回转轴线和减振器轴线形成夹角轴线形成夹角，该角可用已知线段长来表示：，该角可用已知线段长来表示： tg = t /（c+o） 图图4展示出力展示出力Nv、B和和A在减振器轴向上的分解，即旋转在减振器轴向上的分解，即旋转 0-角度时的分解。点角度时的分解。点A的力矩方程为：的力矩方程为： bNv+By t-Bx（c+o）=0取取 b = R b = R0 0+d tg+d tg0 0 +t cos +t cos（0 0 ）+ + （c+ac+a）sinsin（ 0 0 ）；）； By =Bx tg By =Bx tg（+ + 0 0 ） 则可算出则可算出BxBx，然后，将车轮载荷，然后，将车轮载荷N Nv=Nv-（Uv/2）分解）分解 成分力成分力Nx=N Nv sinsin（ 0 0 ）；）； 和和 Ny=N Nv coscos（ 0 0 ）；由此确定弹簧压缩力）；由此确定弹簧压缩力AyAy与与铰接上的载荷铰接上的载荷Ax Ax 。 当载荷为两名乘客时，力当载荷为两名乘客时，力AxAx应尽可能地小，若是结构上应尽可能地小，若是结构上可能的话甚至可能的话甚至Ax=0Ax=0，见图，见图5 5。为此，将弹簧作用力线向车。为此，将弹簧作用力线向车轮方向移动轮方向移动S S距离，使其通过力距离，使其通过力NvNv和和B B的作用线交点的作用线交点M M。 移动距离可用作图法或按简图移动距离可用作图法或按简图6 6进行计算。进行计算。 s=t+ s=t+（R R0 0+d tg+d tg0 0）coscos（ + + 0 0 ）/cos /cos 如果如果t与与R0值不大，弹簧可在有限范围内作必要的移动。值不大，弹簧可在有限范围内作必要的移动。 此时此时,下摆臂的作用力线、弹簧上下摆臂的作用力线、弹簧上铰接点铰接点作用力线和轮胎作用力线和轮胎接地面的作用力线同时通过接地面的作用力线同时通过M点（见图点（见图7），这样便可用），这样便可用作图法求得作图法求得A0、B0、R0力三角，并得出其矢量值。需要提力三角，并得出其矢量值。需要提醒的重要一点是：此时系统作用力矩等于零，使得减振器醒的重要一点是：此时系统作用力矩等于零，使得减振器活塞杆免受弯矩之害。然而由于结构上的原因还不能完全活塞杆免受弯矩之害。然而由于结构上的原因还不能完全消除活塞杆上的弯矩，只能作到较大的改善而已消除活塞杆上的弯矩，只能作到较大的改善而已, 因此就出现下面力的上限值因此就出现下面力的上限值(理想状态理想状态)和下限值的讨论。和下限值的讨论。B.B.麦弗逊悬架中动载荷麦弗逊悬架中动载荷( (持续作用力持续作用力) )的确定：的确定： 汽车在行驶过程中汽车在行驶过程中, ,麦式悬架系统除了要承受来自静载麦式悬架系统除了要承受来自静载荷及其变化所带来的作用力以外，还要承受来自驱动力、荷及其变化所带来的作用力以外，还要承受来自驱动力、制动力、侧向力（侧风、转向、侧滑等力）等引起的持续制动力、侧向力（侧风、转向、侧滑等力）等引起的持续作用力及力矩。作用力及力矩。 1. 1. 承受侧向力承受侧向力S S1 1时的分析时的分析: : 当汽车转弯时当汽车转弯时( (或受侧风、侧向坡度等影响），车轮对或受侧风、侧向坡度等影响），车轮对路面的反作用力路面的反作用力S1S1通过图通过图7 7和力三角形图，用作图法来确和力三角形图，用作图法来确定作用于下摆臂球头销定作用于下摆臂球头销B B与固定滑柱点与固定滑柱点A A上力的上限值，可上力的上限值，可由下面两个力得到合力由下面两个力得到合力RvoRvo进行：进行： Nv= =Nv-（Uv/2） Uv/2 前轮簧下质量的一半前轮簧下质量的一半 N Nv 前轮前轮(单轮单轮)下的载荷下的载荷 N S1= Nv 轮胎与路面的附着系数轮胎与路面的附着系数 考虑到最大侧滑力发生在干燥平整的沥青路面汽车急弯考虑到最大侧滑力发生在干燥平整的沥青路面汽车急弯轮胎发生侧滑时，此时轮胎发生侧滑时，此时 =0.70左右左右,则则: S1max= 0.7Nv N 图图8.给出确定给出确定A、B两点的力的下限值简图。两点的力的下限值简图。 只要求得合力只要求得合力Rvu即可绘得力三角形求出即可绘得力三角形求出Bu及及Au的大小，的大小，方法如下：方法如下： 合力合力Rvu可利用可利用Nv=Nv-Uv/2计算得到。各参数的坐标计算得到。各参数的坐标简图可用简图可用1：1前桥总图或前桥总图或1：2.5的比例关系绘制，力的比的比例关系绘制，力的比例尺推荐用例尺推荐用1cm=200 N。 当下摆臂球头移动距离为当下摆臂球头移动距离为t时，弹簧由减振器轴线向外移时，弹簧由减振器轴线向外移动距离动距离s。为了得到力。为了得到力Ao（图（图6）和）和Au（图（图7）的方向）的方向 应将上铰接处支反力应将上铰接处支反力Ax及及Ay一起平移，且连接一起平移，且连接A与与M两两点。如果作图法有困难，则可通过计算法来确定未知力点。如果作图法有困难，则可通过计算法来确定未知力Ao及及Aox（按图（按图9简图进行）。图中的力分解成简图进行）。图中的力分解成X与与Y轴的轴的分力（即旋转分力（即旋转0 0 角度），其平衡条件为：角度），其平衡条件为：Fx=0Fx=0 -N -No ox-Sx-S1 1x+Bx+Bo ox-Ax-Ao ox=0 (1)x=0 (1)Fy=0Fy=0 N No oy-Sy-S1 1y+By+Bo oy-Ay-Ao oy=0 (2)y=0 (2) 对点对点AA建立力矩方程，将分力建立力矩方程，将分力B Bo ox x和和B Bo oy y作为未知量，因作为未知量，因为为B Bo oy= By= Bo ox tanx tan据此即可求得解。据此即可求得解。 如果已知：如果已知：C C、d d、s s、t t和和RoRo，可对点，可对点B B取矩：取矩： M MB B=0=0； No(Ro+d tan No(Ro+d tan0 0)+S)+S1 1d-Ad-Ao ox(c+o)-Ax(c+o)-Ao oy(s-t)=0 (3)y(s-t)=0 (3) 如果将一方程除以另外一个方程如果将一方程除以另外一个方程, ,就可以消去就可以消去(Aox(Aox或或Aoy)Aoy)一一个未知力：个未知力： =+ =+0 0 Boy/Box=tan= Boy/Box=tan=（S S1y1y+ A+ Aoyoy-N-Noyoy）/ / （S S1x1x+ A+ Aoxox+N+Noxox） A Aoyoy=A=Aoxox tan+ S tan+ S1x 1x tan- Stan- S1y1y+N+Nox ox tan+Ntan+Noyoy 式中：式中：S S1x 1x =S=S1 1 coscos（0 0 ）；）；S S1x 1x =S=S1 1 sinsin（0 0 ）；）； N Noxox=No sin (=No sin (0 0 ）; N; Noyoy=No cos (=No cos (0 0 ）; ; 用同样方法可计算出用同样方法可计算出BoBo和和Axu,Axu,但应考虑在代入方程时但应考虑在代入方程时, ,所所有力都具有方向性有力都具有方向性, ,注意正负号。注意正负号。 利用已知力利用已知力AoxAox和和AuxAux即可计算出持续作用于减振器活塞即可计算出持续作用于减振器活塞杆上的弯曲力矩。如果该二力方向相同，则为非交变载荷，杆上的弯曲力矩。如果该二力方向相同，则为非交变载荷，应该只用应该只用AoxAox计算力矩，即计算力矩，即 Mk=Aox Mk=AoxO O 在上述举例中，力在上述举例中，力Bo和和Bu以及以及Aox和和Aux的方向相反。的方向相反。见图见图10.即下球头销支撑及即下球头销支撑及减振器活塞杆承受着交变减振器活塞杆承受着交变载荷载荷 。为计算弯曲应力，应。为计算弯曲应力，应该改变力的最大最小值，使该改变力的最大最小值，使其变成交变载荷，然后乘以其变成交变载荷，然后乘以线段长度线段长度o即可得到弯曲力矩。即可得到弯曲力矩。 Mkw =（0.58Aox+0.42Aux)o由于力由于力Aox与与Aux方向相反方向相反,在在Aux系数系数0.42之前要加上负之前要加上负号。计算所得的应力不得超过号。计算所得的应力不得超过许用应力许用应力b=0.6 bb1b2/(kb)。计算所得的应力计算所得的应力b=Mkw /Wb b Wb 活塞杆的断面模数活塞杆的断面模数mm3系数系数0.60.6适用于表面硬化和减振器活塞杆镀硬铬的情况。适用于表面硬化和减振器活塞杆镀硬铬的情况。 用同样方法可确定作用于球头销上具有脉动或交变载荷用同样方法可确定作用于球头销上具有脉动或交变载荷的持续作用力的持续作用力B B。依据得到的结果计算铰接连结尺寸。同。依据得到的结果计算铰接连结尺寸。同时，可以计算下臂以及将它连接到车身上的铰接连接尺寸。时，可以计算下臂以及将它连接到车身上的铰接连接尺寸。 2. 2. 具有主销后倾角具有主销后倾角、制动力和前轮驱动、制动力和前轮驱动( (驱动力驱动力) )的影响的影响: : 在此情况下在此情况下, ,悬架导向装置中会产生纵向的附加力。悬架导向装置中会产生纵向的附加力。 图图1111是确定是确定Z Z轴轴( (纵向轴纵向轴) )作用力的悬架侧视和后视简图。作用力的悬架侧视和后视简图。在侧视图上，通过论胎接地点向主销作垂线交与一点，该在侧视图上，通过论胎接地点向主销作垂线交与一点，该点至地面的距离为：点至地面的距离为： ns=nasin=Rdyn sin ns=nasin=Rdyn sin2 2 在后视图上由车轮中心向主销作垂线交与一点，该点的垂在后视图上由车轮中心向主销作垂线交与一点，该点的垂足为足为R R2 2 。 首先将作用于驱动轮接触点的牵引力首先将作用于驱动轮接触点的牵引力L LA1A1移至车轮中心，然移至车轮中心，然后沿垂直于车轮回转轴（主销）方向移到主销轴线上，再后沿垂直于车轮回转轴（主销）方向移到主销轴线上，再计算点计算点A A与与B B处的处的Z Z轴轴向分力。向分力。a aL L表示牵引力表示牵引力 L LA1A1由车由车 轮中心下移的距离：轮中心下移的距离：aL=R2 sin0 还要平移侧向力还要平移侧向力S1，把它看成作用于车轮回转轴上，且离地高度为，把它看成作用于车轮回转轴上，且离地高度为ns 。 特别要提醒的是注意各作用力在两个视图上的矢量方向。特别要提醒的是注意各作用力在两个视图上的矢量方向。 根据后视图，根据后视图，Box=Boy ctg ，对点，对点A取矩即可得到计算取矩即可得到计算Bzo所必须的垂所必须的垂直分力：直分力： Byo=NvoRo+d tan0+(c+o) sin0+S1(d-ns) +(c+o) cos0 / (c+o) cos0 ctg- sin0 侧视图上标出的力侧视图上标出的力Azo作用方向是不明确的作用方向是不明确的,因此因此,在建立点在建立点A的力矩方程的力矩方程时时,首先确定首先确定: 式中式中: e=(c+o) ) cos0 +d tg f= (c+o) ) cos0 tg在在A点作用着三个相互垂直的力点作用着三个相互垂直的力,如图如图12所示所示:Axo=Bxo-S1; Ayo=Byo+No; Azo=LA1-Bzo 为了减少减振器活塞杆上的弯曲应力，正如以前所述的为了减少减振器活塞杆上的弯曲应力，正如以前所述的方法，将下摆臂球头向外移动（从后视图看），此时，则方法，将下摆臂球头向外移动（从后视图看），此时，则应重新将几个力按点应重新将几个力按点A及及B的连线方向及垂直方向分解成分的连线方向及垂直方向分解成分力，也即是确定在减振器轴线的三个方向分解力，也即是确定在减振器轴线的三个方向分解(见图见图12)。具体做法是：具体做法是： 1） 考虑到空间角度考虑到空间角度，将，将Ayo分解成坐标分解成坐标U与与V方向上的方向上的分力（如图分力（如图13）：）： Ayu=Ayo sin ； Ayv=Ayo cos 2） 将力将力Axo与与Azo迭加，并将它分解成迭加，并将它分解成S与与T方向上的方向上的 分力，此时要考虑图分力，此时要考虑图12顶视简图中的顶视简图中的角。角。 因因tg =tg 0/tg ;根据图根据图14可得可得: Axs=Axo sin ; Axt=Axo cos; Azs=Azo cos ; Azt=Azo sin ; 因此因此, As=Azs-Axs 及及 At=Azt+Axt 。 此外，应将力此外，应将力As进一步分解成进一步分解成U与与V方向上的分力，方向上的分力，如图如图15所示。所示。 Asu=As cos ； Asv=As sin ； 力力Asv 和和 Ayv共同决定弹簧负荷：共同决定弹簧负荷： F1=Ayv-Asv 。 另外一个分力另外一个分力Asu同同Ayu一样也垂直于直线一样也垂直于直线AB并作用于活并作用于活塞杆上。为了计算弯曲应力，应根据塞杆上。为了计算弯曲应力，应根据Asu、Ayu二力，同二力，同时考虑到与它们相垂直的力时考虑到与它们相垂直的力At，求得横向合力：，求得横向合力： 根号下面的三个力是根据力的最大值来根号下面的三个力是根据力的最大值来确定的。确定的。C.短时作用力的确定短时作用力的确定: 为确定作用于麦氏悬架上的最大力为确定作用于麦氏悬架上的最大力,应重新考虑以下三种应重新考虑以下三种工况工况: 1) 在坑洼不平的道路上行驶在坑洼不平的道路上行驶 2) 过铁路道叉过铁路道叉 3) 初速初速V=10 km/h 时的车轮抱死制动时的车轮抱死制动 1) 在坑洼不平的道路上行驶在坑洼不平的道路上行驶 在计算减振器活塞杆的全部弯曲应力时，应考虑侧向力的作在计算减振器活塞杆的全部弯曲应力时，应考虑侧向力的作用。该侧向力是在车轮处于下极限位置时（减振器的最大用。该侧向力是在车轮处于下极限位置时（减振器的最大拉伸状态），由不平道路的横向分力产生的见图拉伸状态），由不平道路的横向分力产生的见图16。 此时，固定在减振器活塞杆上的复原行程限位器支承在此时，固定在减振器活塞杆上的复原行程限位器支承在活塞杆导向套的点活塞杆导向套的点C区域，若弹簧向外移向车轮，这时便区域，若弹簧向外移向车轮，这时便产生力偶产生力偶+Ay和和-Fmin,从而产生附加弯矩。但是，这两个力从而产生附加弯矩。但是，这两个力不相等，当仅研究同车轮连接在一起的减振器壳体（不带不相等，当仅研究同车轮连接在一起的减振器壳体（不带活塞杆）并考虑条件活塞杆）并考虑条件Fy=0时就很容易发现这一点：时就很容易发现这一点： Fmin=Ay+By+S1y 弹簧最小压缩力弹簧最小压缩力Fmin可由悬架在中间位置（名义）时的弹可由悬架在中间位置（名义）时的弹簧力簧力Fw=iyNv减去复原行程时的弹簧力变化值得到。减去复原行程时的弹簧力变化值得到。 Fmin=Fw-iyf2c2v 式中，式中， f2 车轮可能的复原行程长度车轮可能的复原行程长度 c2v 换算到车轮处的弹簧刚度换算到车轮处的弹簧刚度 简单下摆臂的力与行程传递比简单下摆臂的力与行程传递比 分别为分别为iy及及ix： Fw=Nv iy Nv 可由称重得到的车轮载荷可由称重得到的车轮载荷(单轮单轮)Nv减去簧下质量减去簧下质量(单轮单轮)的一半。的一半。 Nv=Nv-Uv/2 W点为车轮中心点为车轮中心 B点为下摆臂饺接中心点为下摆臂饺接中心 F点为弹簧作用力中心点为弹簧作用力中心 f 车轮处的行程车轮处的行程 Ff 弹簧作用力点的行程弹簧作用力点的行程 利用利用ix 便可以计算出弹簧固定点便可以计算出弹簧固定点F处的弹簧刚度处的弹簧刚度CF CF=Fw/fF =Nviyix / f , 而而 车轮接地点处的弹簧刚度车轮接地点处的弹簧刚度(悬悬架刚度架刚度) C2v=Nv / f , 所以所以, CF=Fw/fF =Nviyix / f=C2viyix =C2vix2 由于弹簧中心线与垂线存在倾斜角由于弹簧中心线与垂线存在倾斜角的影响，所以传递比的影响，所以传递比更精确的表达式为：更精确的表达式为： ix =b/（a cos ） 现在返回到图现在返回到图15上，考虑到：上，考虑到： 3=o+f2 cos 0 以及在减振器杆上固定弹簧上支承座的情况，以及在减振器杆上固定弹簧上支承座的情况， 弯矩弯矩 Mk4=Ax o3+Ays 经验表明：尽管力经验表明：尽管力A的作用力臂的作用力臂o3较大，而弯矩较大，而弯矩Mk4值仍比值仍比通常所采用的三种工况力矩小。通常所采用的三种工况力矩小。 在坑洼不平的道路上行驶时在坑洼不平的道路上行驶时,计算力计算力Ax、Ay和和B，悬架处悬架处于正常中间位置，于正常中间位置，其求解方法对应于图其求解方法对应于图7和图和图9所示。所示。 另外，对于前轮驱动汽车，应该考虑驱动力矩的影响另外，对于前轮驱动汽车，应该考虑驱动力矩的影响 。 2) 过铁路道叉过铁路道叉 在此工况下，应考虑悬架处于上极限位置（车轮上跳到在此工况下，应考虑悬架处于上极限位置（车轮上跳到极限极限,位移位移f2）。如果已知此时轮胎接地点的负荷）。如果已知此时轮胎接地点的负荷Nv , Nv=Nv-（U/2）；和侧向力）；和侧向力S1=Nv ，并且考虑到变化，并且考虑到变化后的角度后的角度、0 （如图（如图17） ，就可以用作图法或计算法确，就可以用作图法或计算法确定力定力B、Ax、Ay。在此工况下的距离。在此工况下的距离O值（活塞杆导向套值（活塞杆导向套到减振器上支承点的距离）将减小到到减振器上支承点的距离）将减小到 O=O-f1cos0 。尽管作用力增加，弯矩。尽管作用力增加，弯矩Mk=AxO也不会也不会超过持续作用力所产生的力矩。超过持续作用力所产生的力矩。 3) 初速初速V=10 km/h 时的车轮抱死制动时的车轮抱死制动 在此工况下，作用于减振器上的载荷近似等于过铁路道在此工况下，作用于减振器上的载荷近似等于过铁路道叉叉 产生的载荷，见图产生的载荷，见图17。 由图由图18的后视简图上可知的后视简图上可知:当转动力臂当转动力臂(擦洗半径擦洗半径或称或称Scrub radius)为正值时为正值时,制动力制动力LB的实际作用的实际作用点在距地面下为点在距地面下为aB值，值， aB=R0cos 0 sin 0 0。其制动力为其制动力为LB。当转动力臂为负值时，制动力。当转动力臂为负值时，制动力LB的实际作用点在距地面上为的实际作用点在距地面上为aB值，值， aB=R0cos 0 sin 0，其制动力为，其制动力为LB。减振器活塞杆截面。减振器活塞杆截面C处处的弯矩的弯矩Mk由合力由合力Az和和Ax产生。产生。 为计算为计算Az和和Ax，应采用垂直力，应采用垂直力Nv的最大值。的最大值。 结果如下：结果如下： Az=LB (d+R0 cos 0 sin 0 )/(c+o) cos 0 Ax= Nv(R0+dtg 0 )/ (c+o) 当纵向力为驱动力当纵向力为驱动力,且具有主销后倾角时，可以用同样且具有主销后倾角时，可以用同样的分析方法来计算，只不过需要考虑驱动力的分析方法来计算，只不过需要考虑驱动力LA与制动力与制动力LB方向相反，以及后倾角的影响而已。方向相反，以及后倾角的影响而已。 以上诸多章节对汽车麦弗逊悬架中的受力分析以及各种以上诸多章节对汽车麦弗逊悬架中的受力分析以及各种不同工况下，对弹簧、减振器活塞杆、下摆臂球头销等处不同工况下，对弹簧、减振器活塞杆、下摆臂球头销等处的载荷和弯矩，作出较详尽的分解和计算。下面将以某轿的载荷和弯矩，作出较详尽的分解和计算。下面将以某轿车前悬架为例进行验算车前悬架为例进行验算(见附件）。见附件）。附件附件:某轿车前悬架系统受力分析及计算：某轿车前悬架系统受力分析及计算：A. 已知已知:见附图见附图.前轴满载质量前轴满载质量 762 Kg 762 Kg车轮中心车轮中心 W mm X=2 Y=-708 Z=41 W mm X=2 Y=-708 Z=41球销中心球销中心 B mm X=-4 Y=-674 Z=-58 B mm X=-4 Y=-674 Z=-58摆臂迥转中心摆臂迥转中心 D mm X=24 Y=-382 Z=-27 D mm X=24 Y=-382 Z=-27减振器迥转中心减振器迥转中心 A mm X=34 Y=-539 Z=567 A mm X=34 Y=-539 Z=567= 6= 60 0=12.2 =12.2 = 6= 6 O =177 mm b =168 mm O =177 mm b =168 mm C =460 mm t =65 mm C =460 mm t =65 mm d =193 mm c+o =637 mm d =193 mm c+o =637 mm 车轮擦洗半径车轮擦洗半径 R R0 0=-6.8 mm=-6.8 mmB.悬架中静载荷的确定悬架中静载荷的确定C.C. 1.1.弹簧和铰接中的静载荷弹簧和铰接中的静载荷 该悬架系统的减振器轴线与主销轴线有该悬架系统的减振器轴线与主销轴线有夹角夹角, , 故所有力故所有力都按都按0- 进行分解进行分解, ,见正文中的图见正文中的图4 4或附件图或附件图2:2: NvNv= 3734 N= 3734 N UvUv= 600 N= 600 N NvNv= Nv-(Uv/2)=3734-300=3434 N= Nv-(Uv/2)=3734-300=3434 N 力力NvNv在在X,YX,Y轴上的分力分别为轴上的分力分别为: : A A点的力矩方程为点的力矩方程为: : Nvb+BNvb+By yt-Bx(c+ot-Bx(c+o)=0 )=0 代入数据后得代入数据后得, , 583780+637 583780+637Bx=0 Bx=0 BxBx=916 N=916 N b=R b=R0 0+dtg+dtg0 0+tcos(+tcos(0 0- - )+(c+o)sin)+(c+o)sin ( (0 0- )- ) =- =-6.8+193tg12.2+65cos6.8+193tg12.2+65cos 6.2+637sin 6.26.2+637sin 6.2 =34.9+64.6+68.8=168 mm =34.9+64.6+68.8=168 mm 则则 By=Bxtg(+ 0 0- )=916tg12.2=198 N- )=916tg12.2=198 N 将车轮静载荷将车轮静载荷NvNv分解成分力分解成分力 Nx= Nx=NvNv sinsin( (0 0- )=3434sin6.2=370 N- )=3434sin6.2=370 N Ny=Ny=Nv cosNv cos( (0 0- )=3434cos6.2=3414 N- )=3434cos6.2=3414 N 由此可以确定弹簧压缩力由此可以确定弹簧压缩力AyAy和点和点A A上的载荷上的载荷AxAx 。 Ay= Ay= Nv cosNv cos/ / coscos（+0 0- - ）=3434cos6/cos12.2=3434cos6/cos12.2 = 3415.2/0.9774=3494 N = 3415.2/0.9774=3494 N Ax= Ax= Nv cosNv costgtg（+0 0- - ）= 3434cos6tg12.2 = 3434cos6tg12.2 = 3415.2 = 3415.20.2162=739 N 作用于下摆臂上的力作用于下摆臂上的力 : B= Nv sin Nv sin ( (0 0- - ） / / coscos（+0 0- - ） =3434 sin6.2 /0.2162 =3434 sin6.2 /0.2162 = =1715 N 1715 N 作用于减振弹簧活塞杆上的静弯矩作用于减振弹簧活塞杆上的静弯矩 M Mk k=A=Ax xo=o=739739177=130803N.mm 表面经硬化处理的减振器活塞杆表面经硬化处理的减振器活塞杆,其许用弯曲应力其许用弯曲应力,按推荐不应超过按推荐不应超过 b