汽车悬架构件的设计计算（第2版）

彭老已经八十有余，他从事汽车设计行业已经五十年有余。近几年，他一直兢兢业业，想把自己的全部所得写出来，作为汽车设计的知识积累和经验总结，为汽车行业贡献自己的微薄之力。目前，全国各汽车公司研究院、所及技术部门的设计研究人员迫切需要这样一本理论联系实际的悬架设计的好书。本书自一版出版以来，广受业界好评，因此在一版售罄之际，我们邀请彭老进行了更新，增加了新的章节内容，并对部分算例进行了更新。 

本书的核心内容是汽车悬架构件（导向机构、弹性元件、梯形机构、稳定装置和阻尼元件等）的设计计算，同时也概括叙述了汽车悬架的现状和发展，介绍了汽车悬架的相关基础理论和有关悬架系统的部分知识，具有理论与实际相结合的特点。本书适合汽车工程技术人员进行汽车悬架设计计算之用，也可供相关专业师生、技术人员参考。

彭莫，曾任总后某研究所论证研究室主任，高级工程师，享受国家特殊津贴。长期从事汽车研究工作，承担科研课题30余项，获得国家科技进步三等奖1项，军队科技进步二等奖2项，并获“中国汽车悬架技术终身成就奖”，发表学术论文30余篇，曾出席首届全国科学大会。

前言
第一章汽车悬架的基本知识

第一节汽车悬架构件
一、导向机构
二、弹性元件
三、梯形机构
四、阻尼元件
五、稳定装置
第二节汽车悬架形式
一、悬架的基本要求
二、悬架的分类
（一）按功能原理划分
（二）按导向机构划分
（三）按弹性元件划分
第三节汽车悬架形式的发展
一、导向机构悬架形式的发展
（一）单臂悬架的发展
（二）从单臂到双臂
（三）麦弗逊悬架
（四）平衡悬架
二、弹性元件悬架形式的发展
（一）钢板弹簧悬架
（二）螺旋弹簧悬架
（三）扭杆弹簧悬架
（四）空气弹簧悬架
（五）油气弹簧悬架
第二章汽车悬架的基础理论

第一节汽车悬架术语和力矩中心
一、特定术语
二、力矩中心
（一）定义
（二）相关定理
（三）悬架的侧倾力矩中心
（四）多轴汽车的纵倾力矩中心

汽车悬架构件的设计计算（第2版）
目录

第二节多轴汽车的特性参数
一、特性参数
（一）振动中心距
（二）组合线刚度
（三）中性面
（四）内心距
（五）换算线刚度
二、角刚度与角刚度比
（一）角刚度
（二）角刚度比
第三节汽车平顺性的评价指标
一、ISO2631标准
二、常用评价指标
第四节汽车操纵稳定性的评价指标
一、定义及研究对象
二、评价指标
三、车身稳定性
第三章汽车悬架构件的设计计算

第一节汽车导向机构
一、车轮定位参数
（一）轮距
（二）车轮外倾角
（三）前束
二、麦弗逊悬架的导向机构
（一）悬架中心和力矩中心
（二）换算线刚度和角刚度
（三）受力分析
三、半拖臂悬架的导向机构
（一）相关参数
（二）线刚度与角刚度
（三）设计要点
四、双横臂悬架的导向机构
（一）空间模型
（二）运动学特性
（三）弹性元件受力
（四）换算线刚度与角刚度
（五）摆臂临界角
五、单纵臂悬架的导向机构
六、钢板弹簧悬架的导向机构
（一）对称板簧的运动特性
（二）非对称板簧的运动特性
（三）中心扩展法的作图步骤及其修正方法
（四）两点偏转法的作图步骤及其修正方法
第二节汽车弹性元件
一、钢板弹簧
（一）普通钢板弹簧
（二）变断面钢板弹簧
（三）渐变刚度钢板弹簧
（四）非对称钢板弹簧
二、螺旋弹簧
（一）普通压缩螺旋弹簧
（二）变参数压缩螺旋弹簧
（三）变节距压缩螺旋弹簧
（四）变圈径等节距压缩螺旋弹簧
（五）等螺旋角圆锥压缩螺旋弹簧
（六）变丝径等内径压缩螺旋弹簧
三、扭杆弹簧
（一）端部结构和相关参数
（二）变形及刚度
（三）扭杆直径的确定
（四）容量与容量比
（五）材料和应力
四、空气弹簧
（一）空气弹簧的特点
（二）空气弹簧的类型
（三）空气弹簧的刚度计算
五、油气弹簧
六、橡胶弹簧
（一）橡胶弹簧的类型和弹性特性
（二）橡胶弹簧的静刚度计算
第三节汽车稳定装置
一、稳定装置的设计规范
二、稳定装置的设计计算
三、结构及布置
四、普通型杆体变形公式的推导
第四节汽车梯形机构
一、普通梯形机构
（一）内外轮转角关系
（二）转弯半径的计算
（三）梯形机构的转向特性
（四）转向机构附加牵动轮转向
二、断开式梯形机构
（一）机构的设计
（二）内外轮转角关系
（三）侧倾牵动车轮偏转角
第五节汽车阻尼元件
一、汽车阻尼元件的分类及发展
（一）减振器的分类
（二）减振器的发展
二、汽车阻尼元件的选用设计
（一）阻尼特性
（二）阻尼比
（三）阻尼系数
（四）最大卸荷力
（五）工作缸直径的确定
（六）合理的布置位置

第四章汽车悬架系统

第一节多轴汽车的负荷分配
一、负荷分配检验计算
（一）公式的建立
（二）计算示例
二、负荷分配设计计算
（一）等刚度负荷分配法
（二）等频率负荷分配法
（三）均布轴负荷分配法
第二节悬架特性
一、悬架的弹性特性
（一）合理的满载频率
（二）合适的频率特性
二、获得最大动容量的条件
三、行程和容量的分配
（一）线性特性的情况
（二）二刚度特性的情况
（三）渐变刚度特性的情况
第三节轮胎气压的地位和选定
一、轮胎气压的重要地位
（一）轮胎变形公式
（二）轮胎接地压力公式
（三）单次通过圆锥指数公式
（四）轮胎的侧偏刚度公式
二、轮胎气压的选取
（一）依照主参数统计式选取
（二）防止功率循环
（三）服从额定气压限制
（四）远离公路临界气压
（五）满足接地压力要求
（六）按使用条件调压
（七）参考公路经济气压
三、计算示例

附表

附表1变丝径等圈径等螺旋角压缩螺旋弹簧（———）
附表2等丝径变节距等圈径压缩螺旋弹簧（——）
附表3等丝径等节距圆锥压缩螺旋弹簧（——）
附表4等丝径等螺旋角圆锥压缩螺旋弹簧（——）
附表5变丝径等簧径变节距变螺角压缩螺旋弹簧（—）
附表6变丝径等节距变圈径压缩螺旋弹簧（—）

附表7变丝径等螺角圆锥压缩螺旋弹簧（—）
附表8变丝径等螺旋角圆锥压缩螺旋弹簧 （—）
附表9变丝径变节距变螺角圆锥压缩螺旋弹簧（
）
附表10变丝径等螺角中凹双圆锥压簧，变丝径变节距中
凸变圈径压缩螺旋弹簧（，）
附表11无簧圈叠压变丝径等螺角圆锥压缩螺旋弹簧
附表12变丝径等螺角上直下锥压缩螺旋弹簧（）
附表13变丝径等内径组合式压缩螺旋弹簧
附表14各种截面形状的扭杆弹簧的设计计算公式
参考文献

 

 

本书认真贯彻了理论与实际相结合的原则，既力争简明清晰，推证严密，又注重实际，以解决实用中的设计计算问题。全书力求结构严谨、层次鲜明、分析透彻、由浅入深、浅而不俗、深而不秘。特别注重实事求是，力避华而不实。 全书由汽车悬架的基础知识、汽车悬架的基础理论、汽车悬架构件的设计计算和悬架系统等内容组成。汽车悬架构件包括导向机构、弹性元件、梯形机构、稳定装置和阻尼元件等部分。在具体内容和选材上，既突出了汽车悬架构件设计计算这个核心，又概括叙述了汽车悬架的定义、内容、构成、要求、分类以及各种悬架的特点和发展演变过程，以对汽车悬架有一个全面的了解。同时，为给深入研究汽车悬架构件打下基础，还着重介绍了汽车悬架的特定术语、多轴汽车特性参数以及汽车平顺性和操纵稳定性的评价指标等基础理论。 本书核心内容大部分取材于著者的学术论文，是他们多年设计实践的经验总结，其中有不少新的思维和新的方法，如悬架轴线、多轴汽车的特性参数、变丝径螺旋弹簧的计算方法等。然而，为了本书的系统性、完整性和读者使用的方便性，也收编了现有书刊中的部分相关内容，如油气弹簧和橡胶弹簧等。 在书写本书的过程中，卫晓军、曲学春、于新龙、陈钢、曲博野、马帅等做了不少工作，在此对他们表示真诚的感谢！ 由于水平所限，加之汽车悬架的复杂性，书中难免有不妥和疏漏之处，敬请同行人士和广大读者批评指正。 著者