汽車鋼板彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算

1、。1.1 單個(gè)鋼板彈簧的載荷已知汽車滿載靜止時(shí)汽車前軸荷 G1=3000kg，非簧載質(zhì)量 Gu1=285kg，則據(jù)此可計(jì)算出單個(gè)鋼板彈簧的載荷: Fw1=（G1－Gu1）／２＝1357.5 kg （１）進(jìn)而得到：Pw1=Fw1×9.8=13303.5 N （２）1.2 鋼板彈簧的靜撓度鋼板彈簧的靜撓度即靜載荷下鋼板彈簧的變形。前后彈簧的靜撓度都直接影響到汽車的行駛性能[1]。為了防止汽車在行駛過(guò)程中產(chǎn)生劇烈的顛簸（縱向角振動(dòng)）

2、，應(yīng)力求使前后彈簧的靜撓度比值接近于 1。此外，適當(dāng)?shù)卦龃箪o撓度也可減低汽車的振動(dòng)頻率，以提高汽車的舒適性。但靜撓度不能無(wú)限地增加（一般不超過(guò) 240 ｍｍ），因?yàn)閾隙冗^(guò)大，即頻率過(guò)低，也同樣會(huì)使人感到不舒適，產(chǎn)生暈車的感覺(jué)。此外，在前輪為非獨(dú)立懸掛的情況下，撓度過(guò)大還會(huì)使汽車的操縱性變壞。一般汽車彈簧的靜撓度值通常如表 1[2]所列范圍內(nèi)。本方案中選取 fc1=80 ｍｍ。1.3 鋼板彈簧的滿載弧高滿載弧高指鋼板彈簧裝到車軸上，汽車滿

3、載時(shí)鋼板彈簧主片上表面與兩端（不包括卷耳孔半徑）連線間的最大高度差[3]。當(dāng) H0=0 時(shí)，鋼板彈簧在對(duì)稱位置上工作。考慮到使用期間鋼板彈簧塑性變形的影響和為了在車架高度已限定時(shí)能得到足夠的動(dòng)撓度值，常取 H0∈10－20ｍｍ。本方案中 H01 初步定為１8ｍｍ。1.4 鋼板彈簧的斷面形狀板彈簧斷面通常采用矩形斷面，宜于加工，成本低。但矩形斷面也存在一些不足。矩形斷面鋼板彈簧的中性軸，在鋼板斷面的對(duì)稱位置上。工作時(shí)，一面受拉應(yīng)力，一面受

4、壓應(yīng)力作用，而且上、下表面的名義拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的絕對(duì)值相等。因材料的抗拉性能低于抗壓性能，所以在受拉應(yīng)力作用的一面首先產(chǎn)生疲勞斷裂。除矩形斷面以外的其它斷面形狀的葉片，其中性軸均上移，使受拉應(yīng)力的一面的拉應(yīng)力絕對(duì)值減小，而受壓應(yīng)力作用的一面的壓應(yīng)力絕對(duì)值增大，從而改善了應(yīng)力在斷面上的分布情況，提高了鋼板彈簧的疲勞強(qiáng)度并節(jié)約了近 10%的材料。本方案中選用矩形斷面。1.5 鋼板彈簧主片長(zhǎng)度的確定片數(shù) n 少些有利于制造和裝配，并可以降低片

5、間的干摩擦，改善汽車行駛平順性。但片數(shù)少了將使鋼板彈簧與等強(qiáng)度梁的差別增大，材料利用率變壞。多數(shù)鋼板彈簧一般片數(shù)在 6－14 片之間選取，總質(zhì)量超過(guò) 14t 的貨車可達(dá) 20 片。用變截面少片簧時(shí)，片數(shù)在 1－4 片之間選取。１.9 鋼板彈簧各片長(zhǎng)度的計(jì)算片厚不變寬度連續(xù)變化的單片鋼板彈簧是等強(qiáng)度梁，形狀為菱形。將由兩個(gè)三角形鋼板彈簧分割成寬度相同的若干片，然后按照長(zhǎng)度大小不同依次排列、疊放到一起，就形成接近實(shí)用價(jià)值的鋼板彈簧。實(shí)際上的

6、鋼板彈簧不可能是三角形，因?yàn)闉榱藢摪鍙椈芍胁抗潭ǖ杰嚇蛏虾褪箖删矶幠芸煽康貍鬟f力，必須使他們有一定的寬度。因此，應(yīng)該用中部為矩形的雙梯形鋼板彈簧（見圖 1）替代三角形鋼板彈簧才有真正的實(shí)用意義。這種鋼板彈簧各片具有相同的寬度，但長(zhǎng)度不同。鋼板彈簧各片長(zhǎng)度就是基于實(shí)際鋼板各片展開圖接近梯形梁的形狀這一原則來(lái)做圖的，如圖 2 所示。則據(jù)圖 2 可計(jì)算出：Δ7=55.6/7=7.9； Δ6=2×Δ7=15.8； Δ5=3

7、5;Δ7=23.7； Δ4=4×Δ7=31.6；Δ3=5×Δ7=39.5； Δ2=6×Δ7=47.4。進(jìn)一步可求得：17=12.3；16=20.2；15=28.114=36；13=43.9；12=51.8最終圓整為：11=60 ｃｍ； 12=60 ｃｍ； 13=52 ｃｍ； 14=48 ｃｍ； 15=40 ｃｍ； 16=33 ｃｍ； 17=25 ｃｍ。1.10 鋼板彈簧剛度的計(jì)算在剛度的驗(yàn)算過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注意