飞行汽车双横臂悬架自由度计算分析

薛隆海，崔俊杰

（中北大学机电工程学院，山西太原０３００５１）

摘要：传统空间机构自由度计算多而且复杂，对于具体的计算有很多限制，不适合用来研究空间机构的运动。以飞行汽车悬架为研究对象，对空间自由度计算公式进行了分析，为悬架空间设计计算提供了依据。

关键词：自由度；飞行汽车；双横架悬架

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０前言

汽车悬架系统是当前汽车系统的重要组成之一，其作用是把路面作用于车轮的作用力和侧向反力以及这些力所产生的力矩传递到车架或承载式车身上，同时缓和路面传给车架或承载式车身的振动冲击载荷，并由减震器衰减此冲击载荷，从而保证汽车正常平顺的行驶，改善汽车的操纵稳定性。对于汽车悬架系统的空间机构自由度计算公式的研究，国内相关研究不是很多，国际上ＨｕｎＩ和Ｔｅｓｓｅｒ等经常发表文章，对机构学空间机构的分类做了比较好的研究，具有理论指导意义，并涵盖了各行各业领域。但对空间机构运动的本质运动规律还缺乏实用性研究。为此，国内各种教材、设计手册中关于空间机构自由度计算公式很多，有的公式在计算中还要计算公共约束数，使用起来很不方便；有的公式求空间机构自由度经常出现错误。为此，文中研究了平面机构求自由度的公式结构，在此基础上又扩展到空间机构求自由度的计算公式，并在建立的虚拟样机上试验了该新公式的正确性，找到了解决构件运动的本质规律，从而使空间机构自由度的计算十分方便、可靠…。

传统计算空间机构自由度的公式有很多，这里只列举两个常用的公式。在一个空间中不受任何约束而自由运动的构件共有六个自由度，其中运动副的级别是按照各类运动副所提供的约束数目而定的，提供一个约束的运动副称为Ｉ级运动副，提供两个约束的运动副称为Ⅱ级副，以此类推，从而得出空间机构自由度的计算公式为＂。：

收稿日期：２０１３—０８—２８

２１

∥＝６凡一５ＪＤ５—４Ｐ４—３ＪＤ３—２Ｐ２一ＰＩ（１）

式中：ｎ为机构中的活动构件数；尸，、户：、Ｐ３、尸４、Ｐ５为运动副的数目。

建立空间机构自由度计算简化公式

建立空间机构自由度计算简化公式时，用多余自由度这个

等值概念去代替虚约束多余自由度、移动副的刚化多余自由度和最新提出的结构多余自由度、级别配合多余自由度，从而给空间机构自由度简化计算提供了新的内涵，从使空间机构自由度的计算抓到了问题的实质，找到了解决问题的办法，可以减少有关空间机构自由度计算的一些不必要的旧概念。也就是说，在原平面机构自由度计算式中，再减去多余自由度这一项，就得到了计算空间机构自由度的新公式，其表示式为口１：

形＝尸。一Ａ一３Ⅳ

（２）

式中：形为空间机构的自由度；

Ｐ。为空间机构运动副自由度总数；Ａ为空间机构运动副的多余自由度数目；３为空间机构每个封闭环的约束数；～为空间机构的封闭环数。

空间自由度计算简化公式在飞车悬架模型上的

建立虚拟模型时，假设所有零部件都是刚体，减震器简化

应用

作者简介：薛隆海（１９８５一），硕士研究生，研究方向为特种车研发。Ｅ—ｍａｉｌ：１６９４００４１９８＠ｑｑ．ｃｏｍ。

万方数据

团盈圈

垒！塑！塑堕！！堕垫！！：！１

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