【正文】 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、副鋼板彈簧進行設計、校核，最后采用計算機輔助設計的方法，繪制出汽車后懸架系統(tǒng)的零件圖和裝配圖。少片彈簧的寬度，在布置允許的情況下應盡可能取寬些，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。許用應力取為。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。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。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用在汽車上。增加了端部的彈性，減小了片間的摩擦，同時也減輕了重量。對于具有副簧的懸架，驗算強度時應按主、副簧所受的實際載荷計算，主、副簧的參數(shù)應取驗算后的實際值，剛度應取夾緊剛度。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，減少主片工作應力，使各片壽命接近。推薦主片在根部的工作應力與預應力疊加后的合成應力在內(nèi)選取。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)。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。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。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，應使沿彈簧長度變化的應力均勻分布，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）?？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]。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。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。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。縱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用。于是可求： =式中和分別為空載和滿載時的懸架負荷。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。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%。 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。驅(qū)動形式汽車的用途、總質(zhì)量和對車輛通過性能的要求等是影響選取驅(qū)動形式的主要因素，增加驅(qū)動輪數(shù)能提高汽車的通過能力，驅(qū)動輪數(shù)越多，汽車的結(jié)構(gòu)越復雜，整備質(zhì)量和制造成本也隨之增加，同時也使汽車的總體布置工作變得困難，乘用車和總質(zhì)量小些的商用車，多采用結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低的42驅(qū)動形式。已知基本設計參數(shù)序號額定裝載質(zhì)量(kg)最大總質(zhì)量(kg)最大車速(km/h)比功率(kw/t)比轉(zhuǎn)速()120004500801630二、汽車整體設計參數(shù)的確定軸數(shù)汽車可以有兩軸、三軸四軸甚至更多的軸數(shù)，影響選取軸數(shù)的因素主要有汽車的總質(zhì)量道路法規(guī)對軸載質(zhì)量的限制和輪胎的負荷能力以及汽車的結(jié)構(gòu)等。汽車的長、寬、高稱為汽車外廓尺寸，在公路和市內(nèi)行駛的汽車最大外廓尺寸受有關(guān)法規(guī)限制不能隨意確定，根據(jù)法規(guī)限制、經(jīng)驗以及參考車型，該設計外廓尺寸長、寬、高567017802700（單位mm）軸距L對整備質(zhì)量、汽車總長、汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動軸長度等有影響，當軸距短時，上述指標減小，此外軸距還對軸荷分配、傳動軸夾角有影響，原則上對發(fā)動機排量大的乘用車、滿載質(zhì)量或載客量多的貨車，軸距取得長。 本設計 最大總質(zhì)量=4500kg整車裝備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備（包括隨車工具、備胎等），加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人時的整車質(zhì)量，亦即我們常叫的“空載質(zhì)量”。后懸架采用主、副簧多片彈簧，副簧布置在主簧之上，中間用墊塊隔開，兩簧在承載過程中不接觸，開始時僅主簧起作用，當載荷增加到某值時副簧與主簧共同起作用，彈性特性由兩條直線組成。這兩項要求不能同時滿足。由于貨車在空載和滿載時簧上質(zhì)量變化大，為了減少振動頻率和車身高度的變化，因此選用剛度可變的非線性懸架。根據(jù)鋼板彈簧的工作情況和GB/T12221984，選擇60Si2MnA作為鋼板彈簧的材料。有時為了車架具有一定高度，而又不使動撓度值過小，也許給予一定的值進行補償。原則上貨車，前懸架L=（～）軸距，后懸架L=（～）軸距。整幅彈簧的各片雖可用不等厚度，但不能超過三組，為使葉片壽命相差不多。實踐證明，雙凹扁鋼的葉片在彎曲變形時，整個斷面的兩邊都略向上翹曲，下表面趨于平面，上表面則使原有的凹度大大增加，則各片間只有兩棱邊接觸。多片鋼板彈簧一般片數(shù)在614 片之間選取，重型貨車可達20 片。AB線與各葉片上側(cè)邊的交點即決定了各片長度。如不能滿足要求，可適當?shù)恼{(diào)整各片長度或改變斷面尺寸時期剛度接近所要求的理論值[16]。因鋼板彈簧各片在自由狀態(tài)下和裝配后的曲率半徑不同，裝配后各片產(chǎn)生預應力，其值確定了自由狀態(tài)下的曲率半徑。對于這種葉片厚度不同的鋼板彈簧,各片在自由狀態(tài)下的曲率半徑,是根據(jù)由這些曲率半徑所引起的預應力應保證各片應有相同的疲勞強度來確定的。副簧預應力確定：各片預應力值確定如下表：副簧各片預應力葉片序號12345預應力 12060060120副簧各葉片等厚，值相同。根據(jù)最小勢能原理，鋼板彈簧總成的穩(wěn)定平衡狀態(tài)是各片勢能總和最小狀態(tài)，可得計算公式： 對于葉片厚度相等的彈簧，則 鋼板彈簧總成弧高為： 1）主簧總成弧高核算：計算見下表：主簧總成弧高核算葉片序號113502135031220410805940680076708530939010260∑85902）副簧總成弧高核算：計算見下表： 副簧總成弧高計算葉片序號111002910371045205320∑3560，所以彈簧各片所選的預應力值合適。所以它的實際重量比理論上所需的大。還有將葉片端部帶尖角的一邊向下或?qū)⒍瞬肯蛳戮韽?，以減少片間的局部壓力和減輕片間的磨損[18]。它的缺點是消耗優(yōu)質(zhì)橡膠多，相較易老化，壽命較吊耳及滑板結(jié)構(gòu)短[19]。鍛造的卷耳可用螺栓固定或焊接在主片上。用30或40鋼經(jīng)液體碳氮共滲處理時，彈簧銷擠壓應力取為；用20鋼或20Cr鋼經(jīng)滲碳處理或用45鋼經(jīng)高頻淬火后，許用應力。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。六、設計總結(jié)根據(jù)以上計算結(jié)果，鋼板彈