BJ1042轻型载货汽车前悬架设计【前双横臂独立悬架】
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本 科 生 毕 业 设 计电算程序题目 BJ1042轻型载货汽车 前悬架设计学生姓名 专 业 班 级 指导教师 程序说明书l 程序说明双横臂独立悬架的车辆需要有良好的行驶平顺性和操纵稳定性,就要保证悬架的刚度和静挠度等静力学参数的取值合理,同时还要保证当车轮上下跳动时,前轮轮距和前轮定位参数的变化要合理。在双横臂独立悬架的设计过程中,要保证它的行驶平顺性和操纵稳定性,就要对其进行静力学和运动学分析计算。本论文采用空间机构运动学理论对依维柯2045车型进行了静力学和运动学分析。在计算过程中,需要应用MATLAB软件进行编程计算。本论文总共编了3段程序。第一段程序用来求当悬架的地面支承力N变化时,车轮跳动的变化量。第二段程序用来求满载静平衡时导向机构各点坐标。第三段程序用来求前轮轮距和前轮定位参数随车轮跳动的变化量,并绘出曲线。计算结果见程序说明书的最后一节,对结果的分析见设计说明书。l 程序框图第一段程序的程序框图 程序框图说明:1)赋值包括线段a,b,c,d,e,f的长度(含义见设计说明书的3.4节)和地面支承力N2)求Dw的公式为Dw=Dy*0.3541+Dz*0.9324alfa1=abs(Dw*0.255/6602.19) 3)给O1,O2,B0,D0,G0点的坐标赋值(各点坐标的含义见说明书3.4节的图3-14) 4)求Q1的公式见设计说明书中的公式(3-50) 5)huangjin函数用来求当上横臂摆alfa2度时,下横臂摆动的角度 6)fbeta函数用来求BD间的距离 7)求出deta-z后应用公式求出刚度后即可求出其它的静力学参数。第二段程序框图程序框图说明: 1)求B、E、F、G、点坐标的公式请见设计说明书第三章关于运动学分析部分,有详细的推导过程。 2)huangjin和fbeta子函数的作用同第一段函数。第三段程序框图程序框图说明: 1)给初始满载平衡位置各点坐标赋初值和各线段长度赋初值(具体请见源程序及说明书的第3.3节) 2)各公式的推导请见第三章所讲的运动分析计算过程l 程序清单(1)静力学计算MATLAB程序a=abs(334.8671-237.7386) %给各变量赋初值b=abs(275.8781-237.7386)c=abs(374.6451-92.2166)d=abs(694.5195-374.6451)e=abs(3.69-2.3305)f=abs(3.69-0)N=(1950-189)/2*9.8+NO1B=0,(275.8781+95.57)/385,(-374.6451+273.39)/385B=N*a/(0.2630*b-0.9648*c); %求B点受到的合力Dy=-0.9648*B %D点受到的力在Y轴方向的投影Dz=0.2630*B-N %D点受到的力在Z轴方向的投影U=1,0,0;V=0,237.7386/255,-92.166/255;W=0,sqrt(1-0.93522),sqrt(1-0.36142);Dw=Dy*0.3541+Dz*0.9324 %D点受到的力在W轴方向的投影alfa1=abs(Dw*0.255/6602.19) %扭杆的转角alfa2=0.2989-alfa1O1=3.69,-95.57,-273.39; %各点的坐标赋初值O2=0,0,0;B0=3.69,275.8781,-374.6451;D0=0,237.7386,-92.2166;G0=2.3305,334.8671,-694.5195;d=285; %各段线段长度赋初值LDE=180;LBE=105;LEF=93;LFG=420;LO1B=385;LO2D=255;c=10.4*pi/180;lamda=LBE/LDE;q0=cos(alfa2/2);q1=sin(alfa2/2);Q1=2*(q02+q12)-1 0 0;0 2*q02-1 -2*q0*q1;0 2*q0*q1 2*q02-1; %求坐标变换锯阵Q1D=Q1*(D0-O2)+O2; %求D点坐标a=alfa2-25*pi/180;b=alfa2+25*pi/180;beta=huangjin(D,d,B0,O1,a,b); %调用函数求当上横臂摆alfa2度时,下横臂摆动的角度p0=cos(beta/2);p1=sin(beta/2);Q2=2*(p02+p12)-1 0 0;0 2*p02-1 -2*p0*p1;0 2*p0*p1 2*p02-1; %求坐标变换锯阵Q2B=Q2*(B0-O1)+O1; %求B点的坐标E=B/(1+lamda)+D*lamda/(1+lamda); %求E点的坐标bet1=asin(D(1)-B(1)/(d*cos(c);bet2=asin(B(2)-D(2)/(d*sqrt(sin(c)2+cos(c)2*cos(bet1)2)-atan(tan(c)/cos(bet1);F=E+0;LEF*cos(bet2);LEF*sin(bet2); %求F点的坐标G=F+0;LFG*sin(bet2);-LFG*cos(bet2); %求G点的坐标deta_z=G(3)-G0(3) %求G点的Z轴坐标差坐标 (2)求平衡位置坐标的MATLAB程序主函数:O1=3.69,-95.57,-273.39; %给各变量赋初值O2=0,0,0;B0=3.69,272.61,-385.95;D0=0,232.95,-103.72;d=285;LDE=180;LBE=105;LEF=93;LFG=420;LO1B=385;LO2D=255;c=10.4*pi/180;lamda=LBE/LDE;alfa=2.8*pi/180;q0=cos(alfa/2);q1=sin(alfa/2);Q1=2*(q02+q12)-1 0 0;0 2*q02-1 -2*q0*q1;0 2*q0*q1 2*q02-1; D=Q1*(D0-O2)+O2 %求D点坐标 a=alfa-25*pi/180;b=alfa+25*pi/180;beta=huangjin(D,d,B0,O1,a,b); %调用函数求当上横臂摆alfa2度时,下横臂摆动的角度p0=cos(beta/2);p1=sin(beta/2); Q2=2*(p02+p12)-1 0 0;0 2*p02-1 -2*p0*p1;0 2*p0*p1 2*p02-1; B=Q2*(B0-O1)+O1 %求B点坐标 E=B/(1+lamda)+D*lamda/(1+lamda) %求E点坐标 bet1=asin(D(1)-B(1)/(d*cos(c);bet2=asin(B(2)-D(2)/(d*sqrt(sin(c)2+cos(c)2*cos(bet1)2)-atan(tan(c)/cos(bet1); F=E+0;LEF*cos(bet2);LEF*sin(bet2) %求F点坐标 G=F+0;LFG*sin(bet2);-LFG*cos(bet2) %求G点坐标子函数1(黄金分割法求函数极小值点):%用来求上横臂摆动角时,相应下横臂摆角function beta=huangjin(D,d,B0,O1,a,b)lamga=(sqrt(5)-1)/2;t1=b-lamga*(b-a);t2=a+lamga*(b-a);while abs(t1-t2)=1e-4;f1=fbeta(D,t1,d,B0,O1);f2=fbeta(D,t2,d,B0,O1);if f1=1e-4;t1=b-lamga*(b-a);t2=a+lamga*(b-a);f1=fbetap(B,t1,d,D0,O2);f2=fbetap(B,t2,d,D0,O2);if f1f2 b=t2;else a=t1;endi=i+1;endbeta=(t1+t2)/2;l 计算结果 第一段程序的运行结果:当N1=50N时,G点的Z=0.4168 mm(车轮上跳量)当N2=-25N时,G点的Z=-0.2208mm(车轮下跳量) 第二段程序的运行结果:B=3.69,275.8781,-374.6451,D=0,237.7386,-92.2166,E=2.3305,261.8267,-270.5925,F=2.3305,354.7227,-274.9891,G=2.3305,334.8671,-694.5195 第三段程序的运行结果:图1 轮距随着车轮跳动时的变化曲线 图2 车轮外倾角随车轮跳动时的变化曲线图3 主销后倾角随车轮跳动时的变化曲线图4 主销内倾角随车轮跳动时的变化曲线图5 车轮前束角随车轮跳动时的变化曲线对结果的分析见设计说明书
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