【正文】 圖1汽車主要尺寸的確定汽車的主要尺寸參數(shù)有外廓尺寸、軸距、輪距等尺寸。 圖2 改變汽車輪距B會影響車廂或駕駛室內(nèi)寬、汽車總款、總質(zhì)量、最小轉(zhuǎn)彎直徑等因素發(fā)生變化，輪距不宜過大，但在選定的前輪距B1范圍內(nèi)，應(yīng)該能布置下發(fā)動機、車架、前懸架和前輪，并保證有足夠的轉(zhuǎn)向孔徑，同時轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪直徑有足夠的運動間隙。 汽車的裝載質(zhì)量是指在硬質(zhì)良好路面上行駛時所允許的額定載荷質(zhì)量，由已知參數(shù)得知：本設(shè)計的額定裝載質(zhì)量=2000kg.商用貨車的總質(zhì)量由整備質(zhì)量、額定裝載質(zhì)量和駕駛員以及隨行人員質(zhì)量三部分組成，即 =++65kg=4500kg式中，為包括駕駛員及隨行人員在內(nèi)的人數(shù),本設(shè)計為單排兩人。汽車的驅(qū)動形式與發(fā)動機位置、汽車結(jié)構(gòu)特點、車頭形式和使用條件等均對軸荷分配有顯著影響，各類汽車的軸荷分配見圖3，由于該汽車為42后輪雙胎，短頭式，所以滿載時，前軸軸荷25%，后軸軸荷75%；空載時，前軸軸荷45%，后軸軸荷55%。另外少片變截面彈簧在片間裝置有偏磨墊片，從而提高了彈簧的疲勞壽命。因汽車的質(zhì)量分配系數(shù)近似等于1,因此貨車車軸上方車身兩點的振動不存在聯(lián)系。、副鋼板彈簧的剛度分配 圖4 貨車主副簧為鋼板彈簧的彈性特性如何確定副簧開始參加工作的載荷和主、副簧之間剛度的分配，受懸架的彈性特性和主、副簧上載荷分配的影響，原則上要求車身從空載到滿載時的振動頻率變化要小，以保證汽車有良好的平順性，還要求副簧參加工作前后的懸架振動頻率不大。于是可求： =式中和分別為空載和滿載時的懸架負荷。對貨車，取6～9cm，本設(shè)計： =8cm懸架彈性特性懸架的彈性特性有線性彈性特性和非線性彈性特性兩種?？v置鋼板彈簧能傳遞各種力和力矩，并且結(jié)構(gòu)簡單，故在汽車上得到廣泛應(yīng)用。由于整車布置上的原因，或者鋼板彈簧在汽車上的安裝位置不動，又要改變軸距或者通過變化軸距達到改善軸荷分配的目的時，采用不對稱式鋼板彈簧。我們此次研究的程勇汽車后懸掛系統(tǒng)鋼板彈簧擬采用縱置對稱式鋼板彈簧。一般希望它等于零，可使彈簧滿載時在對稱位置工作，但考慮到彈簧在使用中會產(chǎn)生塑性變形，要由給予補償。鋼板彈簧長度L是指鋼板彈簧伸直后兩卷耳中心線間的距離。因此，原則上在總布置許可的范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能將鋼板彈簧取長些。因此，可根據(jù)修正后的簡支梁公式計算鋼板彈簧所需要的總慣性矩。當(dāng)鋼板彈簧長度受限不能加長時，為了加強主片，常將主片的厚度加厚，這是在主片中可能引起較大的應(yīng)力，為了減小主片應(yīng)力，鋼板彈簧其余葉片通常選取較小的厚度，且給較大的曲率，以使它們承受較大的負荷來減輕主片的負荷。目前廣泛采用的矩形斷面大致有兩種，一種是兩邊帶圓弧的平扁鋼，另一種是具有一定的凹度的雙凹扁鋼?？梢姼倪M葉片斷面形狀是提高彈簧疲勞壽命的一條重要途徑，因此近年來出現(xiàn)了一些特殊斷面的葉片[14]。但片數(shù)少了將使鋼板彈簧與等強度梁的差別增大，材料的利用率變壞。鋼板彈簧各片長度的確定為了盡量降低彈簧鋼材的消耗，減輕鋼板彈簧自重，在選擇各葉片長度時，應(yīng)使沿彈簧長度變化的應(yīng)力均勻分布，以保證各片有相同的疲勞強度（各片具有大致相同的使用壽命）。連接A、B兩點就得到三角形的鋼板彈簧展開圖。圖7 確定鋼板彈簧各片長度的作圖法根據(jù)作圖法要求繪制出相關(guān)圖形，見圖8。為此，需要更精確的公式對剛度進行計算。式中 為經(jīng)驗修正系數(shù)，；E為材料彈性模量；、為主片和第片的一半長度。鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高和曲率半徑計算 鋼板彈簧各片裝配后，在預(yù)壓縮和U行螺栓夾緊前，其主片上表面與兩端(不包括卷耳孔半徑)連線間的最大高度差，稱為鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高（圖11 ）。通常??； —由于U形螺栓夾緊后引起的鋼板彈簧總成弧高的變化量， 取1）后主簧在自由狀態(tài)下的總成弧高2）后副簧在自由狀態(tài)下的總成弧高根據(jù)上邊算得的彈簧總成弧高,就可按幾何關(guān)系近似計算出鋼板彈簧在自由狀態(tài)下的曲率半徑(等于裝配后的主片曲率半徑)。在彈簧承受負荷后，主片應(yīng)力值相對減小些，使主片壽命與其他各片大致相同。推薦主片在根部的工作應(yīng)力與預(yù)應(yīng)力疊加后的合成應(yīng)力在內(nèi)選取。 在確定各片的預(yù)應(yīng)力時，理論上應(yīng)滿足各片彈簧在根部處預(yù)應(yīng)力所造成的彎矩之代數(shù)和等于零，即 式中 —鋼板彈簧第片的截面系數(shù)，； —鋼板彈簧第片的預(yù)應(yīng)力；主簧預(yù)應(yīng)力確定：各葉片預(yù)應(yīng)力值確定如下表：主簧各片預(yù)應(yīng)力葉片序號12345678910預(yù)應(yīng)力 100804020203040405060 因為主簧各葉片厚度相同，所以W相同， 所選預(yù)應(yīng)力符合要求。各片自由狀態(tài)下做成不同曲率半徑的目的是：使各片厚度相同的鋼板彈簧裝配后能很好地貼緊，減少主片工作應(yīng)力，使各片壽命接近。因此，需要核算鋼板彈簧總成的弧高。對于具有副簧的懸架，驗算強度時應(yīng)按主、副簧所受的實際載荷計算，主、副簧的參數(shù)應(yīng)取驗算后的實際值，剛度應(yīng)取夾緊剛度。但是這種端部形狀會引起壓應(yīng)力的集中，因而增加了片間的摩擦和磨損，且端部剛性大，很難使彈簧接近等應(yīng)力梁。增加了端部的彈性，減小了片間的摩擦，同時也減輕了重量。有的采用鋼板彈簧套將鋼板彈簧裝在護套內(nèi)，以保護葉片之間的潤滑劑。吊耳支撐式即用鉸鏈和吊耳將鋼板彈簧兩端固定在車架上的結(jié)構(gòu)形式，這種連接方式廣泛的應(yīng)用在汽車上。同時減少了潤滑點和噪聲。常見的卷耳根據(jù)卷耳軸線相對于主簧的位置分為：平卷耳、上卷耳。為使葉片變形時不發(fā)生干涉，卷耳與包耳之間要有一定的間隙或帶包耳的葉片做成中間斷開的。目前國內(nèi)外汽車上廣泛地采用塑料襯套,因為它具有耐磨、耐蝕、減摩、不需潤滑、重量輕等優(yōu)點。彈簧銷的設(shè)計對鋼板彈簧銷，當(dāng)鋼板彈簧承受靜載荷時它受到擠壓應(yīng)力： 其中，為滿載靜止時鋼板彈簧端部的載荷；為卷耳處葉片寬度；為鋼板彈簧銷直徑。許用應(yīng)力取為。五、前懸架彈簧尺寸確定 少片彈簧在乘用車和部分商用車上得到越來越多的應(yīng)用，其特點是葉片由等長、等寬、變截面的1～3片組成，利用變厚斷面來保持等強度特性，與多片彈簧相比，少片彈簧重量降低40%左右，相應(yīng)地也就減少了對車架和車身的沖擊力。少片彈簧的寬度，在布置允許的情況下應(yīng)盡可能取寬些，以增強橫向?qū)挾?，常?5～100mm，厚度＞8mm，以保證足夠的抗剪強度并防止太薄而淬裂，取12～20mm。 取350 =5225N 所以5225（）/4350=3508==793MPa≤=1000 MPa能滿足汽車在緊急制動時的要求。在掌握汽車前、后懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功用和作用原理的基礎(chǔ)上，對前、后懸掛系統(tǒng)進行了結(jié)構(gòu)分析和參數(shù)確定，并對主、副鋼板彈簧進行設(shè)計、校核，最后采用計算機輔助設(shè)計的方法，繪制出汽車后懸架系統(tǒng)的零件圖和裝配圖。設(shè)計參考資料1 王望予 汽車設(shè)計（第4版） 機械工業(yè)出版社 20012 陳家瑞 汽車構(gòu)造（第2版） 人民交通出版社 19973 余志生 汽車理論（第4版） 機械工業(yè)出版社 19964《機械設(shè)計手冊》第4版 高等教育出版社 20005《汽車工程手冊》設(shè)計篇 人民交通出版社 20016《彈簧設(shè)計手冊》 機械工業(yè)出版社 199644 /