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悬架是汽车底盘的重要部件,其性能直接影响汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。独立悬架是轿车上普遍采用的悬架系统,但常用的独立悬架由于其导向机构原理的限制,无法保证车轮定位参数在车轮上下跳动中保持不变,且转向系不能使转向轮始终满足阿克曼转向条件,因此不利于提高汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。本文在国家自然科学基金(50805083)“汽车独立悬架创新设计的综合理论及应用研究”项目的支持下,以一种具有直线刚体导引功能的空间机构为独立悬架导向机构,分别设计了直线导引型前、后独立悬架系统以及与该型前悬架相匹配的转向系,并对悬架系统和转向系进行了运动学和动力学分析。论文主要完成了以下工作:1、研究了一种能做直线刚体导引的空间机构,分析了其机构学原理及基本运动学规律,设计了前、后独立悬架导向机构。初步分析结果表明:该导向机构有较大的运动范围,在理论上能保证车轮跳动时其定位参数不会发生变化。2、设计了直线导引型前、后独立悬架系统,对前后悬架系统进行了刚体运动学和弹性运动学分析,并将该前后悬架与目前轿车上常用的前后悬架的运动学特性参数进行了对比研究。研究结果表明:该直线导引型前后独立悬架能够保证悬架主要运动学特性参数在随车轮上下跳动时的变化量小于现有的悬架系统,从而能有效提高汽车的操纵稳定性。3、设计了与直线导引型前独立悬架相匹配的两种非圆齿轮转向器,以及与其配合使用的转动型和摆动型转向传动机构。对前悬架总成转向性能的分析结果表明:该非圆齿轮转向系能保证汽车转向时满足阿克曼条件,且其转向传动机构在悬架运动时不会产生干涉转向角。4、基于直线导引型前后独立悬架及与其匹配的转向系,建立整车动力学仿真模型,进行了操纵稳定性仿真分析。通过典型工况仿真试验可知:直线导引型前、后独立悬架可提高汽车的稳态与瞬态响应性能,因而能提升汽车的操纵稳定性。