catia减震器建模

第3章双向作用筒式减震器的CATIA建模 (12)软件介绍 (9)减振器各零件的CATIA三维建模 (9)减震器的组装过程 (10)本章总结 (10)软件介绍CATIA V5R20继续在所有领域和产业里向客户提供生产支持并提高产品质量, CATIA是汽车工业的事实标准，是欧洲、北美和亚洲顶尖汽车制造商所用的核心系统。

CATIA 在造型风格、车身及引擎设计等方面具有独特的长处，为各种车辆的设计和制造提供了端对端（end to end ）的解决方案。

CATIA 涉及产品、加工和人三个关键领域。

CATIA 的可伸缩性和并行工程能力可显着缩短产品上市时间。

一级方程式赛车、跑车、轿车、卡车、商用车、有轨电车、地铁列车、高速列车，各种车辆在CATIA 上都可以作为数字化产品，在数字化工厂内，通过数字化流程，进行数字化工程实施。

CATIA 的技术在汽车工业领域内是无人可及的，并且被各国的汽车零部件供应商所认可。

从近来一些着名汽车制造商所做的采购决定，如Renault、Toyota、Karman 、Volvo、Chrysler 等，足以证明数字化车辆的发展动态。

Scania 是居于世界领先地位的卡车制造商，总部位于瑞典。

其卡车年产量超过50，000辆。

当其他竞争对手的卡车零部件还在25，000个左右时，Scania公司借助于CATIA系统，已经将卡车零部件减少了一半。

现在，Scania 公司在整个卡车研制开发过程中，使用更多的分析仿真，以缩短开发周期，提高卡车的性能和维护性。

CATIA 系统是Scania 公司的主要CAD/CAM 系统，全部用于卡车系统和零部件的设计。

通过应用这些新的设计工具，如发动机和车身底盘部门CATIA 系统创成式零部件应力分析的应用，支持开发过程中的重复使用等应用，公司已取得了良好的投资回报。

现在，为了进一步提高产品的性能，Scania 公司在整个开发过程中，正在推广设计师、分析师和检验部门更加紧密地协同工作方式。

成绩评定表学生姓名夏龙班级学号1002020130 专业车辆工程课程设计题目自行车三维建模设评语组长签字：成绩日期20 年月日课程设计任务书学院汽车与交通学院专业车辆工程学生姓名夏龙班级学号1002020130课程设计题目应用catia软件进行自行车三维建模设计实践教学要求与任务:要求：1．掌握应用catia软件进行草图绘制的能力，建模过程中能正确绘制草图。

2．掌握应用实体建模模块及装配模块的方法，能正确建立各零件模型，并按照一定的装配关系正确装配模型。

3．掌握工程图的生成方法及尺寸标注技巧，能够正确生成零件或装配体模型的工程图并准确标注出尺寸。

4．课程设计说明书的内容和格式要符合相关管理文件规定。

任务：应用catia软件中的草图模块、实体建模模块、装配模块和工程图模块相互协调完成自行车的三维实体建模，并完成课程设计说明书。

工作计划与进度安排:工作计划：应用CATIA软件作为设计工具，完成自行车的设计及装配。

要求设计出的自行车实体模型结构尺寸和形式正确。

并要求草图正确，装配约束正确，工程图标注基本符合标准。

进度安排：1、理解题目要求，查阅资料，确定自行车设计方案及建模思路（2天）2、草图（1天）；3、自行车实体建模（3天）4·自行车装配设计及工程图设计（2天）5、说明书撰写及答辩（2天）指导教师：201 年月日专业负责人：201 年月日学院教学副院长：201 年月日目录1.绪论 (1)1.1大型工程软件CATIA介绍。

(4)1.2本次课程设计的主要内容及目的 (4)2.自行车各部分零件的建模过程 (3)2.1车轮设计 (3)2.1.1轮胎建模 (4)2.1.2辐条建模 (5)2.2车设设计 (6)2.2.1车身建模 (7)2.2.2扶手设计 (7)2..3链条设计................................................................................................................................. 错误！未定义书签。

科技大学本科毕业设计（论文）二零一四年六月科技大学本科毕业论文摩托车用液压阻尼减震器设计及建模Motorcycle shock absorber with hydraulic damping designand modeling摘要作为车辆悬架结构当中的重要阻尼部件之一，减震器为人们在驾乘摩托车的过程当中，吸收道路不平度产生的震动能量，对保障安全、舒适性起了重大作用。

它是有别于采用充气式轮胎来减缓行车颠簸的另一种装置。

能否合理设计其结构参数，使之能够得到预想的性能将会直接影响到车辆行驶的平稳性以及驾乘人员的舒适性与安全性。

随着汽车产业的兴起与高速公路的迅猛发展，人们对行车的安稳性也提出了更高的要求，各国对减震器质量与种类的研制开发工作投入了更大的力量和资金。

发展到今天，减震器结构复杂，形式多样。

根据其工作介质可以分成如下几类：弹簧式减震器、气簧式减震器、气液组合式减震器、充气式减震器以及液压阻尼式减震器等。

由于液压阻尼式减震器结构简单，加工制造成本低廉，被广泛运用于汽车摩托车以及其他机械产品的生产制造当中。

本文还要运用软件对设计的减震器进行三维建模，模拟其装配过程。

现如今，被广泛运用的三维软件有很多，比如3DMAX，RHINO，MAYA，CATIA，UG，CAD等。

其中，3DMAX可用于平面设计及动画；而MAYA 则比较高级，常用来制作电影特效和动画制作；UG则被广泛应用于汽车制造行业。

此次项目将采用Pro/E对减震器进行三维建模并仿真装配。

关键词：摩托车；减震器；液压阻尼；设计参数；三维建模AbstractVibration energy as one among the important vehicle suspension structure damping components , shock absorbers for people to ride a motorcycle in the process, absorb road roughness generated , and to ensure the safety , comfort plays a major role. It is different from the use of inflatable tires to slow down the bumpy road of another device . Can rational design of its structural parameters , so that it can achieve the anticipated performance will directly affect the comfort and security as well as stability of the vehicle 's occupants .With the rapid development of the automotive industry and the rise of the highway , driving people to the calm is also put forward higher requirements, the quality and type of shock absorber States research and development work into a greater power and money. Development today , shock absorbers complex forms. According to its working medium can be divided into the following categories: spring shock absorbers, gas springs shock absorbers, gas-liquid modular shock absorbers, gas-filled shock absorbers and hydraulic damping shock absorbers and so on. Because of the simple structure of the hydraulic shock absorber damping , low manufacturing costs , is widely used in car and motorcycle manufacturing , and other mechanical products which .In this paper, but also to use software designed shock absorbers forthree-dimensional modeling to simulate the assembly process . Now, are widely used three-dimensional software there are many, such as 3DMAX, RHINO, MAYA, CATIA, UG, CAD and so on. Which , 3DMAX can be used for graphic design and animation ; while MAYA is more advanced , used to make a movie special effects and animation ; UG were widely used in the automobile manufacturing industry . The project will use Pro / E for three-dimensional modeling and simulation of the shock absorber assembly.Keywords: motorcycle; shock absorber; hydraulic damping; design parameters; dimensional modeling目录第一章绪论 (1)1.1 选题的目的和意义 (1)1.2 国外研究现状 (1)1.3减震器设计的未来发展趋势展望 (3)1.4研究的主要容及方法 (3)第二章减震器数学模型的建立 (5)2.1摩托车减震器的工作原理 (5)2.2减震器的振动模型 (6)2.3减震器示功图分析 (8)2.4实测示功图分析 (9)第三章液压减震器的结构设计 (12)3.1减震器的主要零件结构参数 (12)3.1.1工作缸径D (12)D (12)3.1.2贮油筒直径c3.1.3减震器基长L (13)3.1.4工作行程S (13)3.2摩托车减震器主要零件的结构设计 (14)3.2.1弹簧的结构尺寸设计计算 (14)3.2.2减震弹簧按实际工作状态绘图的优点 (18)3.2.3减震器减震杆 (18)3.2.4活塞环 (20)3.2.5 贮油筒设计 (23)3.2.6导向套设计 (24)3.2.7 油封 (24)第四章减震器的三维建模与装配仿真 (28)4.1减震器各零件的三维图绘制 (28)4.2摩托车减震器的装配模拟 (35)总结 (39)致 (40)参考文献 (41)第一章绪论1.1 选题的目的和意义作为车辆悬架结构当中的重要阻尼部件之一，减震器为人们在驾乘摩托车的过程当中，吸收道路不平度产生的震动能量，对保障安全、舒适性起了重大作用。

精选文档第1章绪论1.1 悬架的功用悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间弹性连接装置的总称。

（1）传递它们之间一切的力（反力）及其力矩（包括反力矩）。

（2 ）缓和，抑制由于不平路面所引起的振动和冲击，以保证汽车良好的平顺性，操纵稳定性。

（3 ）迅速衰减车身和车桥的振动。

悬架系统的在汽车上所起到的这几个功用是紧密相连的。

要想迅速的衰减振动、冲击，乘坐舒服，就应该降低悬架刚度。

但这样，又会降低整车的操纵稳定性。

必须找到一个平衡点，即保证操纵稳定性的优良，又能具备较好的平顺性。

悬架结构形式和性能参数的选择合理与否，直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。

由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之一。

1.2 悬架的组成现代汽车，特别是乘用车的悬架，形式，种类，会因不同的公司和设计单位，而有不同形式。

但是，悬架系统一般由弹性元件、减振器、缓冲块、横向稳定器等几部分组成等，见图1-1所示。

它们分别起到缓冲、减振、力的传递、限位和控制车辆侧倾角度的作用图1-1 汽车悬架组成示意图1-弹性元件2-纵向推力杆3-减震器4-横向稳定器5-横向推力杆弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，现代轿车悬架多采用螺旋弹簧，个别高级轿车则使用空气弹簧。

螺旋弹簧只承受垂直载荷，缓和及抑制不平路面对车体的冲击，具有占用空间小，质量小, 无需润滑的优点，但由于本身没有摩擦而没有减振作用。

这里我们选用螺旋弹簧。

减振器是为了加速衰减由于弹性系统引起的振动，减振器有筒式减振器, 阻力可调式新式减振器，充气式减振器。

它是悬架机构中最精密和复杂的机械件。

导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩，同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动，通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。

种类有单杆式或多连杆式的。

钢板弹簧作为弹性元件时，可不另设导向机构，它本身兼起导向作用。

有些轿车和客车上,为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜，在悬架系统中加设横向稳定杆，目的是提高横向刚度，使汽车具有不足转向特性，改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。

CATIA设计实操教程CATIA是一款功能强大的三维设计软件，广泛应用于航空、汽车、工程制造等领域。

本文将为大家提供一份CATIA设计实操教程，帮助初学者快速上手CATIA的基本操作和常用功能。

一、CATIA软件介绍CATIA是由法国达索系统公司开发的一款面向多学科的3D实体设计软件。

它提供了多种功能模块，包括零件设计、装配设计、绘图、模型分析等，可以满足各种复杂设计任务的需求。

CATIA的操作界面清晰简洁，操作流程也相对直观，适合初学者快速上手。

二、CATIA安装与基本配置要使用CATIA进行设计，首先需要进行软件的安装和基本配置。

按照安装包提供的步骤进行安装，并在安装完成后进行基本配置，包括设置工作目录、界面语言、单位等。

配置完成后，打开软件，进入CATIA的主界面。

三、新建零件在CATIA主界面中，点击“文件”菜单，选择“新建”->“零件”，即可创建一个新的零件。

初学者可以选择默认的零件模板进行实操练习。

四、绘制基本几何图形在零件设计中，常需要绘制各种基本几何图形，如直线、圆、矩形等。

CATIA提供了丰富的绘图工具，可以通过菜单栏的绘图功能或者快捷键进行绘制。

在绘图完成后，可以根据需要进行尺寸和约束的设定，保证几何图形的精确性。

五、特征建模特征建模是CATIA设计的核心功能之一。

通过特征建模，可以将各种特征添加到零件中，如凸台、倒角、挖孔等。

通过选择相应的工具，根据设计需求添加特征，并进行参数设定，使得设计更加灵活和可控。

六、装配设计在CATIA中进行装配设计，可以将多个零件组装到一起，形成完整的产品结构。

通过装配功能可以设定零件之间的配合关系，如固定、相切、重合等。

在装配设计中，还可以进行碰撞检测、运动仿真等功能，确保装配的正确性和稳定性。

七、模型分析和优化CATIA提供了丰富的模型分析工具，可以对设计进行各种分析和优化，如结构强度分析、流体动力学分析等。

通过分析结果，可以了解设计的性能和可行性，并对设计进行优化和改进。

汽车CATIA•引言•CATIA 基础功能与操作•汽车零部件设计实例分析•CATIA 在汽车造型设计中的应用•CATIA 在汽车结构分析中的应用•总结与展望目录CONTENTS01引言目的和背景目的介绍CATIA软件在汽车设计领域的应用，提高汽车设计效率和质量。

背景随着汽车工业的快速发展，汽车设计面临着越来越高的要求和挑战，CATIA软件作为一款专业的CAD设计软件，被广泛应用于汽车设计领域。

1 2 3CATIA是法国达索公司开发的一款高端CAD/CAM/CAE一体化软件，广泛应用于航空航天、汽车、造船、机械等领域。

CATIA软件具有强大的建模、装配、分析和可视化功能，支持多种数据格式和接口，易于与其他软件进行集成。

CATIA软件采用参数化和特征建模技术，能够实现快速、准确的设计，提高设计效率和质量。

CATIA软件简介CATIA 软件能够实现车身的曲面造型、结构设计、装配和可视化等功能，支持多种材料和工艺要求。

车身设计CATIA 软件能够实现汽车内外饰件的造型、结构设计、装配和可视化等功能，支持多种材料和表面处理工艺。

内外饰设计CATIA 软件能够实现汽车底盘的零部件设计、装配和运动仿真等功能，支持多种悬挂系统和转向系统设计。

底盘设计CATIA 软件能够实现汽车电气系统的布线、电气元件设计和可视化等功能，支持多种电气标准和规范。

电气系统设计汽车设计领域应用概述02CATIA基础功能与操作界面及工具栏介绍界面布局CATIA软件界面包括菜单栏、工具栏、特征树、图形区等部分，用户可以根据需要进行自定义调整。

工具栏功能工具栏提供了常用的命令按钮，如文件操作、选择、测量、草图绘制、3D建模等，方便用户快速访问。

CATIA 具有强大的2D 草图绘制功能，可以创建各种复杂的2D 图形，如直线、圆、弧、多边形等。

绘制2D 图形约束和尺寸标注草图分析工具用户可以为草图添加几何约束和尺寸标注，以确保图形的准确性和可编辑性。

基于Catia的钢板弹簧三维模型构造及运动轨迹分析作者：孙超来源：《现代装饰·理论》2011年第08期摘要本文介绍了汽车用钢板弹簧的三维模型构造方法，以Catia的草图绘制为基础研究了其结构形式。

根据非独立后悬架运动学原则，利用模型的空间位置为开发平台，在整车坐标下验证钢板弹簧运动轨迹。

通过逐点对比分析与实际的偏差，保证了制作精度。

本文提出建模的及验证方法操作简单、变化灵活，易于变载荷后的后悬钢板弹簧匹配及建模。

而且较之绘图法做出的轨迹曲线更直观、更精确。

这对得到高精度的三维模型和运动分析具有重要意义。

关键词 Catia 钢板弹簧三维模型运动轨迹1.国内钢板弹簧设计的行业背景钢板弹簧作为汽车悬架中重要组成部分，对汽车性能有着重要影响。

但它并非最终产品，而是隶属于其他产品的零部件，对主机厂的依赖性很大。

过去基本上是主机厂负责悬架弹簧设计，钢板弹簧企业按图纸加工，而现在一些主机厂则需要零部件厂家共同参与产品的设计和开发。

但在现阶段车型多元化的生产机制下，同平台改型已经成为钢板弹簧量产设计的主要方向。

在已有平台的基础上，快速、准确做出改型车的零部件配套设计，已经成为主机厂对零部件企业的主要要求。

2.钢板弹簧的建模过程与运动轨迹分析3.1平台选择与研究背景Catia的sketch模块是一个具有空间约束能力的几何构造系统，它除了提供基本的线条样式之外，还能起到更贴近空间位置的作用。

这种空间开发环境可以改变二维作图的弊病，极大提高开发者的效率，更便于CAD为核心的三维模型一体化开发。

本文以某款微车的改型开发为例，在车身硬点不变的情况下，改变整车载荷后，为满足姿态角要求，重新匹配各弹簧刚度，通过构造板簧曲线完成底盘系统的后悬架三维模型。

并以绝对约束作为输入条件，绘制各个典型状态下的曲线，从而完成运动轨迹的描绘。

然后使之与教科书中的二维绘图法做出的运动轨迹对比，逐点分析偏差。

然后与实际车空、满载情况下板簧扫描出的点云位置对比，保证设计的准确性。

FOX减震器制作过程一、各部分零件制作1.减震器主体制作（1）创建模型启动UG NX6.0，新建【模型】文件“jianzhenqi.prt”，设置单位为【毫米】，单击确定，进入【建模】模块。

（2）【拉伸】命令。

在基准坐标系中选取现有平面，进行如图所示的草图，单击【完成草图】，拉伸距离0至13mm，其他保持默认设置，点击【确定】。

（3）【拉伸】命令。

在步骤（2）的平面上进行拉伸命令，绘制如下草图，单击【完成草图】，拉伸距离为0至-2mm，布尔操作为【求差】，其他保持默认设置，单击【确定】。

（4）【镜像特征】。

点击镜像特征命令，选取步骤（3）中的结果，并设置成如下所示的参数，点击【确定】。

（5）【拉伸】命令，绘制如下草图，点击【完成草图】，拉伸距离为0至3mm，布尔操作设置为【求和】，其他保持默认设置，单击【确定】。

（6）【倒边圆】命令。

（7）【倒边圆】命令。

（8）【拉伸】命令，在步骤（5）的圆柱体端面绘制草图，单击【完成草图】，拉伸距离从73mm至0mm，布尔设置为【求和】，其他保持默认设置，点击【确定】。

（9）【拉伸】命令。

在步骤（8）的圆柱体端面绘制草图，拉伸距离81mm至0mm，布尔操作设置为【求和】，其他保持默认设置，点击【确定】。

（10）创建【基准平面】。

（11）【拉伸】命令。

在步骤（9）的圆柱体的端面绘制如下草图，点击【完成草图】，拉伸距离0至12mm，布尔操作为【求和】，其他保持默认设置，点击【确定】。

（12）【拉伸】命令。

在步骤（10）创建的平面上绘制如下图所示的草图，点击【完成草图】，设置为【对称值】，值为10mm，布尔操作设置为【求和】，其他保持默认，点击【确定】。

（13）【拉伸】命令。

在步骤（12）形成的圆柱体端面上绘制如下图所示的草图，点击【完成草图】，拉伸距离-18至22.5mm，布尔操作设置为【求和】，其他保持默认，点击【确定】。

（14）【草图】命令。

在步骤（12）形成的左端面绘制如下图所示的草图，点击【完成草图】。

基于CATIA的某重卡钢板弹簧悬架运动校核张志龙【摘要】利用CATIA软件中的DMU模块,建立了某重卡钢板弹簧悬架系统的运动仿真模型.通过对模型的运动模拟,得到了前悬架各运动部件的3D包络,对悬架周边零件的安装布置进行间隙校核.相比传统的二维平面绘图校核方法,更加直观精确,为此类悬架系统的设计提供参考.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】3页(P124-126)【关键词】运动模拟;板簧悬架;间隙校核【作者】张志龙【作者单位】广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院,广东广州 511434【正文语种】中文【中图分类】U467前言悬架是车辆的承载机构，主要包括弹性元件、减震器、横向稳定杆等零部件。

钢板弹簧悬架是重型载货汽车常用的悬架，钢板弹簧同时起弹性元件和导向元件作用，此类悬架承载能力强，结构简单可靠，制造成本低且维修方便。

在板簧悬架的设计过程中，板簧、减震器、横向稳定杆、轮胎与周围的转向拉杆、车架、车身之间的间隙校核是十分重要的一个方面，如果布置不得当，容易与周边的部件产生干涉。

钢板弹簧作为一种弹性元件，在悬架跳动过程中伴随着自身的弯曲，运动较为复杂。

传统板簧悬架设计时多采用二维平面绘图校核，但精确度较低，对于零部件较多的悬架系统间隙校核不够精确。

近年来汽车设计人员利用三维软件进行悬架运动校核越来越普遍，数字样机模拟仿真可以再现悬架运动过程，并可以生成运动包络，可以更直观准确的进行悬架各部件之间的间隙校核。

本文借助CATIA 软件中的DMU数字样机模块，建立了钢板弹簧前悬架运动模型。

根据SAE圆弧法计算出钢板弹簧中心轨迹跳动曲线，通过点线结合命令模拟前悬架的跳动情况，从而进行前悬架运动校核，为悬架设计提供参考。

1 前悬架结构及布置形式该型重卡钢板弹簧前悬架结构如图1所示，主要由钢板弹簧、减震器、横向稳定杆及相关的支架和底座等零部件组成。

钢板弹簧通过前卷耳后吊耳的方式安装在车架纵梁正下方，随前桥跳动板簧绕卷耳转动并会发生弯曲变形。

CATIA V5R20 各类弹簧参数化建模简单的螺旋弹簧参数化建模1、打开CATIA V5R20 新建一个part文件，命名为simplespring。

2、切换到GSD模式下，运用Formula工具建立弹簧的参数，如下图3、同样的方法再新建两个参数Height,截面半径R，设定值为100mm，2mm.4、用point工具建立两个点，点1（0，0，0），点2（50，0，0）.5、调用螺旋线工具，建立弹簧中心线，参数设置如图起始点选择点2旋转轴选择Z轴同理完成height设置7 点击OK3弹簧节距设置，点击右键选择Edit formula选项点击ok6、调用sweep工具，轮廓类型选择circle ，扫掠方式选择圆心和半径，中心曲线选择上一步创建的螺旋线，半径用第五步中设置pitch的方法进行设置，如下图7、切换到零部件设计模式下，调用close surface工具，选取上一步创建的扫掠曲面，点击OK，隐藏扫掠曲面、螺旋线及辅助点，并应用材料，完成弹簧建模，如下图。

球形弹簧参数化建模1、新建一个part文件，命名为spherical spring，并切换到GSD模块下。

2、调用函数工具建立球形弹簧参数，设置“球半径R=50mm”.3、调用point命令建立球心点坐标（R，0，0），球心X轴坐标用函数约束为：等于球半径，建立第二点（0，0，0），第三点（0，1.2*R，0）4、调用球面命令，建立球面，球面半径用函数约束为之前建立的“球半径R”5、调用直线命令，以点2和点3为两个端点建立一条直线6、调用螺旋线命令，以点2为起始点，X轴为中心轴，pitch=0.2*R，height=2*R，建立螺旋线。

7、调用扫掠命令，以第五步建立的直线为轮廓曲线，第六步建立的螺旋线为引导线，YZ平面为参考面，建立扫掠曲面。

8、隐藏之前建立的点、直线、螺旋线，调用相交命令，求球面和扫掠曲面的交线,并隐藏扫掠曲面和球面。

9、调用扫掠命令，轮廓类型选择circle，扫掠方式选择center andradius，中心曲线选择上一步求出的交线，截面半径=0.04*R，建立扫掠曲面，隐藏相交曲线。

CATIA 练习题弹簧弹簧是一种常见的机械零件，广泛应用于各种工业领域。

在 CATIA 中，我们可以通过练习题来学习如何设计和建模一个弹簧。

本文将为大家介绍 CATIA 练习题弹簧的详细步骤和方法。

首先，我们需要打开 CATIA 软件并创建一个新的零件文件。

选择“开始”菜单，然后点击“零件”。

接下来，我们需要绘制弹簧的草图。

在 CATIA 的设计环境中，我们可以使用各种绘图工具和命令来创建几何形状。

首先，选择“草图”工具，然后选择“xy 平面”作为草图平面。

在草图平面上，我们使用“绘制线段”工具绘制一个中心直线。

点击工具栏上的“绘制线段”按钮，然后在草图平面上点击鼠标左键并拖动以创建一条直线。

接下来，我们可以使用“绘制圆”工具绘制弹簧的断面。

点击工具栏上的“绘制圆”按钮，在草图平面上点击鼠标左键以确定圆心，并拖动鼠标以定义圆的半径。

在草图中绘制好圆后，我们使用“锁定”工具将圆的半径与中心直线的长度关联起来。

选择“锁定”工具，然后依次点击圆的半径和中心直线的端点。

接下来，我们将使用“旋转”命令创建弹簧的螺旋形状。

选择“旋转”命令，然后在草图平面上选择两个轴线，其中一个是中心直线，另一个是沿着弹簧螺旋的轴线。

在旋转命令中，我们需要设置旋转的角度和螺旋的步长。

根据实际需求，我们可以通过调整角度和步长来控制弹簧的形状。

完成设置后，点击“应用”按钮生成弹簧的螺旋形状。

接下来，我们可以使用“修整”命令将弹簧的两端修整成平面形状。

选择“修整”命令，然后在草图平面上选择两个要修整的圆弧。

修整命令将会去除圆弧之间的多余部分，并将其修整为平面形状。

完成修整后，弹簧的草图绘制工作就完成了。

接下来，我们需要将草图转换为三维模型。

选择“退出草图”命令，然后 CATIA 将会自动创建一个新的零件并显示三维模型视图。

在三维模型中，我们可以使用“拉伸”命令将草图拉伸成一个完整的弹簧。

选择“拉伸”命令，然后在草图平面上选择草图所在的面。

摘要悬架系统是汽车最重要的零部件之一，悬架的运动学特性直接影响到汽车操作稳定性和使用性能，悬架运动学的研究是汽车研究开发中最重要课题之一。

本文介绍了汽车悬架系统运动学的研究现状，并对独立悬架系统做了详细的分类和对比分析，选取麦弗逊悬架系统最为本文的研究对象，详细分析了麦弗逊悬架系统的结构组成、布置形式及运动特性，并利用CATIA软件建立了麦弗逊悬架的三维模型，并通过装配设计，完成了麦弗逊悬架系统模型的装配。

最后，通过机械系统动态仿真软件ADAMS，对麦弗逊悬架进行运动仿真分析，模拟在车轮上下跳动的运动激励下，测定出麦弗逊悬架的定位参数特性曲线，并对其做一个简单的分析。

关键词：麦弗逊悬架；运动学仿真；CATIA；车轮定位参数AbstractThe suspension is one of the most vital components of a vehicle. The kinematics characteristic is directly related to handing and stability, and use performance of the automobile. And the study of suspension kinematics is one of the most important subjects of research of vehicle design.The paper describes the current research status of the kinematics of automotive suspension system, through the specific classification and analysis of the automotive independent suspension system, Macpherson suspension system was chosen to be analyzed, through the analysis of the structure, arrangement and dynamic characteristics of the Macpherson suspension, a virtual prototype model was accomplished by the assembly design of the 3D models of this suspension system, by using the software ADAM. In the end, the Macpherson suspension is analyzed by multi-body system dynamics software ASAMS. The Macpherson suspension mechanism was driven by the up and down movement of the wheel, the determination of the positional parameter characteristic of the McPherson suspension, and making a simple analysis.Keywords: McPherson suspension; kinematics simulation; CATIA; wheel alignment parameters目录V1 绪论 .....................................................................................................................................11.1 悬架的概述 ................................................................................................................11.2 悬架的结构 ................................................................................................................1.2.1 弹性元件 ..........................................................................................................231.2.2 减振器 ..............................................................................................................41.2.3 导向机构 ..........................................................................................................41.3 国内外悬架发展趋势 ................................................................................................62 麦弗逊悬架概况 ..................................................................................................................62.1 麦弗逊悬架简介 ........................................................................................................62.1.1 麦弗逊悬架发展史 ..........................................................................................62.2 麦弗逊悬架结构特点 ................................................................................................72.2.1 麦弗逊悬架的优缺点 ......................................................................................2.3 麦弗逊悬架的研究现状和实际应用 (8)2.3.1 研究现状 ..........................................................................................................882.3.2 实际应用 ..........................................................................................................93 麦弗逊悬架模型的建立 ......................................................................................................93.1 CATIAV5R17软件简介 ............................................................................................93.2 建模思路 ....................................................................................................................3.3减震器和螺旋弹簧模型的建立 (10)103.3.1 减震器模型的建立 ........................................................................................3.3.2 螺旋弹簧模型的建立 (11)133.4 A型架模型的建立 ..................................................................................................153.5 轮毂和轮胎三维模型的建立 ..................................................................................153.5.1 轮毂模型的建立 ............................................................................................173.5.2 轮胎三维模型的建立 ....................................................................................3.6 横向稳定杆及连接杆模型的建立 (18)3.6.1 横向稳定杆模型的建立 (18)213.6.2 连接杆 ............................................................................................................223.7 转向机构模型的建立 ..............................................................................................223.7.1 转向盘模型的建立 ........................................................................................3.7.2 转向轴及转向万向节模型的建立 (24)3.7.3 转向器总成模型的建立 (26)293.8 悬架其它零部件的三维模型 ..................................................................................303.9 零部件的装配设计 ..................................................................................................31 4 麦弗逊悬架的运动分析 ....................................................................................................4.1ADAMDS和SimDesigner软件简介 (31)4.1.1 ADAMS软件简介 (31)314.1.2 SimDesigner软件简介 ..................................................................................4.2 悬架模型的输出过程 ..............................................................................................324.3 导入ADAMS及仿真过程 (33)35 5 悬架的运动分析 ................................................................................................................5.1 车轮定位参数变化曲线的测定 (35)5.1.1 车轮定位及定位参数的定义 (35)5.1.2 主线内倾角变化曲线的测定 (35)5.1.3 主销后倾角变化曲线的测定 (36)5.1.4 前轮外倾角变化曲线的测定 (37)5.1.5 前轮前束变化曲线的测定 (38)5.2 车轮侧向及纵向位移变化曲线的测定 (39)5.2.1 车轮侧向位移变化曲线的测定 (39)5.2.2 车轮纵向位移变化曲线的测定 (40)5.3 前悬架特征曲线的测定及分析 (41)5.3.1 主销内倾角与车轮跳动量变化曲线的分析 (42)5.3.2 主销后倾角与车轮跳动量变化曲线的分析 (43)5.3.3 车轮外倾角与车轮跳动量变化曲线的分析 (43)5.3.4 车轮前束角与车轮跳动量变化曲线的分析 (44)5.3.5 轮距的变化量与车轮跳动量变化曲线的分析 (44)6 总结 ....................................................................................................................................4647 致谢 ..........................................................................................................................................参考文献 ..................................................................................................................................4849 附录A ......................................................................................................................................55 附录B ......................................................................................................................................1 绪论1.1 悬架的概述悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。

问题描述及空间状态表达式的建立1.1问题描述汽车减震系统主要用来解决路面不平而给车身带来的冲击，加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平稳性。

如果把发动机比喻为汽车的“心脏”，变速器为汽车的“中枢神经”，那么底盘及悬挂减震系统就是汽车的“骨骼骨架”。

减震系统不仅决定了一辆汽车的舒适性与操控性同时对车辆的安全性起到很大的决定作用，随着人们对舒适度要求的不断提高，减震系统的性能已经成为衡量汽车质量及档次的重要指标之一。

图1.悬架减震系统模型汽车减震系统的目的是为了减小路面的颠簸，为人提供平稳、舒适的感觉。

图2，是一个简单的减震装置的原理图。

它由一个弹簧和一个减震器组成。

从减震的角度看，可将公路路面看作是两部分叠加的结果：一部分是路面的不平行度，在汽车的行驶过程中，它在高度上有一些快速的小幅度变化，相当于高频分量；另一部分是整个地形的坡度，在汽车的行驶过程中，地形的坡度有一个缓慢的高度变化，相当于低频分量。

减震系统的作用就是要在汽车的行驶过程中减小路面不平所引起的波动。

因此，可以将减震系统看成是一个低通滤波器。

图2.减震系统原理图1.2空间状态表达式的建立对该系统进行受力分析得出制约底盘运动的微分方程（数学模型）是：22()()()()()d y t dy t dx t M b ky t kx t b dt dt dt++=+ 其中，M 为汽车底盘的承重质量，k 为弹簧的弹性系数，b 为阻尼器的阻尼系数。

将其转化为系统传递函数：222()()()2()n n n n s H s s s ωεωεωω+=++ 其中，n ω为无阻尼固有频率，ε为阻尼系数。

并且，n ω=2n b M ξω= 通过查阅相关资料，我们知道，汽车减震系统阻尼系数ε=0.2～0.4，而我们希望n ω越大越好。

在下面的计算中，我们规定n ω=6，ε=0.2。

所以，系统传递函数，可以转化为：2() 2.436() 2.436Y s s U s s s +=++ 根据现代控制理论知识，结合MATLAB 工具，将传递函数转化为状态空间矩阵和输出矩阵表示。

基于CATIA的机械减振器三维建模的应用CATIA是法国Dassault System公司旗下的CAD/CAE/CAM一体化软件，广泛应用于航空航天、汽车制造等行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，模块化的CATIA 系列产品旨在满足客户在产品开发活动中的需要，，并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。

其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。

CATIA提供方便的解决方案，迎合所有工业领域的大、中、小型企业需要。

市场上广泛采用它的数字样机流程，从而使之成为世界上最常用的产品开发系统。

CATIA具有很强的三维实体建模的功能，当用户在草图平面绘制二维图形后，进入零件设计（Part Design）模块，可以通过旋转、拉伸、放样、加肋、拔模等方法生成所需的三维零件毛坯。

同时还可利用参数化约束功能，根据需要随时进行修改。

设计者可以直接针对零件毛坯/进行形体改变，实现了设计过程由"绘图"向"设计"的转变，而且CATIA V5提供的各项具体功能使三维模型的设计更类似于生产加工过程，较好地实现设计与加工的结合。

减震器是连接设备和基础的弹性元件，用以减少和消除由设备传递到基础的振动。

在建筑工程等行业中，设备或管道需要吊装的很多。

可根据工程设备吊装的实际需要选择吊架减振器/（吊式减震器），减振器的使用可以消除固体传声并且有明显的降噪效果。

减震器设计和应用时，须考虑下列五大因素：（1）满足应用减振器的设备对减震器重量和体积的要求；（2）具有一定的减振特性；（3）能承受温度和其他环境条件（温度、腐蚀性流体等）的变化；（4）能承受规定的负载；（5）能提供所需的减振量。

1 减振器各部件的三维建模CATIA采用以草图为基础，生成特征的方式建立模型。

特征建模是一种建立在实体建模的基础上，利用特征的概念面向整个产品设计和生产制造过程进行设计的建模方法，直接采用特征建立产品模型，特征的引用直接体现设计意图。

图1 创建新建零件
图2 在产品1 下创建零件1
图3 进入sketch tracer 界面，准备倒入图片
图4 调整工作界面，视图界面
图5 导入主视图
图6 规定主视图的长度
图7 插入主视图后的效果图
图8 导入四视图后的效果图
图9 保存文件
图10 创建3d 曲线
图11 调整指南针
图12 调整工作界面后的效果图
图13 创建主视图主3d 曲线
图14 隐藏所有曲线
图15 主骨架曲线图
图16 桥接曲面
图17 高级填充曲面
图18 所有曲面填充后的半车效果图
图19 中线连界面光滑性调整，拉伸曲面
图20 前挡风玻璃光滑性调整后效果图
图21 光滑性处理后效果图
图22 自由填充
图23 对称后的效果图
图24 草图编辑器界面效果图
图25 车轮效果图
图26 主视图效果图
图27 整车效果图。

第3章双向作用筒式减震器的CATIA建模 123.1CATIA软件介绍 93.2 减振器各零件的CATIA三维建模 93.3减震器的组装过程 103.4 本章总结 103.1CATIA软件介绍CATIA V5R20继续在所有领域和产业里向客户提供生产支持并提高产品质量, CATIA是汽车工业的事实标准，是欧洲、北美和亚洲顶尖汽车制造商所用的核心系统。

CATIA 在造型风格、车身及引擎设计等方面具有独特的长处，为各种车辆的设计和制造提供了端对端（end to end ）的解决方案。

CATIA 涉及产品、加工和人三个关键领域。

CATIA 的可伸缩性和并行工程能力可显著缩短产品上市时间。

一级方程式赛车、跑车、轿车、卡车、商用车、有轨电车、地铁列车、高速列车，各种车辆在CATIA 上都可以作为数字化产品，在数字化工厂内，通过数字化流程，进行数字化工程实施。

CATIA 的技术在汽车工业领域内是无人可及的，并且被各国的汽车零部件供应商所认可。

从近来一些著名汽车制造商所做的采购决定，如Renault、Toyota、Karman 、Volvo、Chrysler 等，足以证明数字化车辆的发展动态。

Scania 是居于世界领先地位的卡车制造商，总部位于瑞典。

其卡车年产量超过50，000辆。

当其他竞争对手的卡车零部件还在25，000个左右时，Scania公司借助于CATIA系统，已经将卡车零部件减少了一半。

现在，Scania 公司在整个卡车研制开发过程中，使用更多的分析仿真，以缩短开发周期，提高卡车的性能和维护性。

CATIA 系统是Scania 公司的主要CAD/CAM 系统，全部用于卡车系统和零部件的设计。

通过应用这些新的设计工具，如发动机和车身底盘部门CATIA 系统创成式零部件应力分析的应用，支持开发过程中的重复使用等应用，公司已取得了良好的投资回报。

现在，为了进一步提高产品的性能，Scania 公司在整个开发过程中，正在推广设计师、分析师和检验部门更加紧密地协同工作方式。