【文章內容簡介】 高鋼板彈簧疲勞壽命，對單片進行噴丸處理，對總成進行塑性預壓縮處理。鋼板彈簧經(jīng)強化處理后，受拉表面產(chǎn)生殘余壓應力層，彈簧受載時，降低了受拉表面的拉應力。經(jīng)塑性預壓縮處理后的彈簧，使用中不易再產(chǎn)生塑性變形。選用的鋼板彈簧材料60Si2Mn表面經(jīng)應力噴丸處理后，彈簧滿載靜應力σm：前彈簧350～450，后彈簧450～550；彈簧比應力： 前、后彈簧比應力415～515 。【12】可按等截面簡支梁的計算公式并引進一個修正系數(shù)加以修正，這時彈簧的撓度系數(shù)為 == （4—1）式中： δ——撓度系數(shù)。 δ=～ 可按式：δ=∕[ (1+∕n ) ]選取，其中n1為與主片等長的重疊片數(shù)N——總片數(shù)B——板簧寬度；Q——支承載荷；L——板簧長度；E——材料的楊氏彈性模量，??；I0——總截面慣性矩【13】，I0=。設計時希望：6＜b／h＜10剛度 （4—2）鋼板彈簧總截面系數(shù)比應力: （4—3）=～試取后鋼板彈簧：長寬高—總片數(shù)(主片數(shù))=179010015—11（2）；由上面公式可得：8 撓度系數(shù)：；9 彎曲應力：∈[350 450]；10 比應力：∈[ ]；11 靜撓度：= mm∈[50 110]；12 鋼板彈簧截面系數(shù): ；13 剛度：；14 總截面慣性矩:。167。 鋼板彈簧各片長度的確定考慮到彈簧安裝的夾緊修正后的鋼板彈簧所需的慣性矩和應滿足的強度要求分別為： （4—4） （4—5）式中： s——U型螺栓中心距，mm；k——考慮U型螺栓夾緊板簧后的無效長度系數(shù)，剛性夾緊時k=；撓性夾緊時k=0；W0——鋼板彈簧縱截面系數(shù)；[σ]——許用彎曲應力，對前板簧取[σ]=350——450MPa；對后主簧取[σ]=450——550MPa；對后副簧取220——550MPa 。計算得：s∈[0 405] 取s=140mm；；確定各片長度可用展開作圖法或者計算法，目前常用展開作圖法，此法是基于實際鋼板彈簧各片展開圖接近梯形梁的形狀這一原則來做圖的。由作圖法可求得前鋼板彈簧各片長度（圓整后）為：單位mm。第一片 1790 第二片 1790 第三片 1590 第四片 1521 第五片1175 第六片962 第七片760 第八片 540 第九片 339 第十片 287 第十一片186鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑計算鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高H0；用下式表示： （4—6）；式中，——靜撓度；——滿載弧高；——鋼板彈簧總成用U形螺栓夾緊后引起的弧高變化； （4—7）；s——U型螺栓中心距；L為鋼板彈簧主片長度。鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑 (4—8)；——靜撓度；mm；——滿載弧高；∈[10 20] mm 取=15 mm；把數(shù)據(jù)帶入公式有：；；在確定各片預應力時，理論上應滿足各片彈簧在根部處預應力所造成的彎矩Mi之代數(shù)和為零，即 （4—8）；或 （4—9）；設計時可取第一片、第二片預應力為80 ～150，最后幾片的預應力為20～60MPa。對于片厚相同的鋼板彈簧，各片預應力值不宜選舉過大。預應力從長片到短片由負值逐漸遞增至正值。初取各片鋼板彈簧的預應力值分別為：（單位:）第一片 80；第二片 60；第三片 40；第四片 20；第五片 10；第六片 0；第七片 5；第八片 10；第九片 20；第十片 25；十一片 30由公式：預應力 （4—10）；可得 （4—11）；式中 ——第片鋼板彈簧的高度；——第片鋼板彈簧的預應力；——葉片裝配后的曲率半徑，可近視地看成與總成自由狀態(tài)下的曲率半徑；——鋼板彈簧第片在自由狀態(tài)下的曲率半徑；E——材料的楊氏彈性模量，?。挥捎嬎憧傻贸鲣摪鍙椈傻谄谧杂蔂顟B(tài)下的曲率半徑為：（單位：mm）第一片：5201；第二片：3450；第三片：1865；第四片1620；第五片：1458；第六片：1240；第七片：1238；第八片：1179；第九片：1168；第十片：1210；十一片：1233如果第片的片長為，則第片彈簧的弧高為： （4—12）；計算可求出第片鋼板彈簧的弧高為：（單位：mm）第一片：77；第二片：77；第三片：70；第四片64第五片：57；第六片：48；第七片：37；第八片29：第九片： 17第十片：14；十一片：6；167。 鋼板彈簧總成弧高的核算根據(jù)最小勢能原理，鋼板彈簧總成的穩(wěn)態(tài)平衡狀態(tài)是各片勢能綜合最小狀態(tài)，由此可求得等厚葉片彈簧的為： （4—13）；式中 為第片鋼板彈簧的長度。鋼板彈簧總成的弧高為 （4—14）；由計算可求得：H= mm因為 所以所選彈簧參數(shù)合理。167。 鋼板彈簧強度核算緊急制動時，前鋼板彈簧承受的載荷最大，在它后半段出現(xiàn)的最大應力為： （4—15）；式中 G1——作用在前輪上的垂直靜負荷；——制動時前軸負荷轉移系數(shù)，貨車：=～；、——鋼板彈簧前后段長度；——道路附著系數(shù)，；——道路總截面系數(shù)；C——為彈簧固定點到路面的距離。解得 ；所設計的鋼板彈簧合理。故前橋鋼板彈簧參數(shù)為：長寬高—總片數(shù)(主片數(shù))=179010015—11（2）167。 鋼板彈簧卷耳和彈簧銷的強度核算。前鋼板彈簧設計還應校核強制動時的彈簧強度，以免在彈簧U形螺栓夾緊處產(chǎn)生縱扭塑變或卷耳損壞。這對重心較高、長度較短的前簧更有必要作強度校核。1)鋼板彈簧卷耳的強度核算鋼板彈簧卷耳主片卷耳受力如圖42所示。卷耳處所受應力σ是所受彎曲應力和啦（壓）應力合成的應力，即圖42 汽車制動時鋼板彈簧受力圖作用在前后鋼板彈簧座上的水平力和分別為： （4—16） (4—17)式中：G——汽車總重；φ——道路附著系數(shù)，；、——汽車質心至前后軸的距離，mm；——汽車質心高度；卷耳處所受應力為： （4—18）——沿彈簧縱向作用在卷耳中心線上的力，即=；D——卷耳內徑；b——鋼板彈簧寬度；——主片厚度。許用應力[σ] 取350故由（4—18）式可知：所以 得由計算可知卷耳的直徑大于16mm即可本設計取40mm。 鋼板彈簧銷及襯套的擠壓應力可按下式計算 (4—19)式中 ——滿載靜止時鋼板彈簧端部負荷，；——彈簧銷軸直徑。材料為30號或40 號鋼，經(jīng)氰化處理的彈簧銷許用擠壓應力一般為。材料為20號鋼或20Cr鋼經(jīng)滲碳處理或45號鋼高頻淬火后許用應力?！?4】根據(jù)上面式子進行計算有前簧水平力： Kgf；卷耳直徑D＜16 mm；彈簧銷直徑D＞12 mm；故彈簧銷直徑取D=16mm。第四章 減震器設計計算為加速車架和車身振動的衰減，以改善汽車的行駛平順性，在大多數(shù)汽車的懸架系統(tǒng)內都裝有減振器。減振器和彈性元件是并聯(lián)安裝的。167。 減振器的分類現(xiàn)代液壓減振的的結構形式多種多樣。目前，國內外常用的結構形式大致為三類，即彈性閥片型、彈性閥片和柱形彈簧結合型、閥門和柱形彈簧結合型。其共同的特點是：都采用帶有常通孔的液流控制閥門來實現(xiàn)減振器的內特性，且節(jié)流形式大都屬于薄壁小孔節(jié)流。安結構形式不同，減振器分為搖臂式和筒式兩種。雖然搖臂式減振器能在較大的工作壓力條件下工作，但由于它的工作特性受活塞磨損和工作溫度的變化的影響大而遭淘汰。筒式減振器又可分為單筒式、雙筒式和充氣式三種。本設計選用雙筒式減振器。167。 減振器的選擇設計減振，器時應當滿足的基本要求是，在使用期間保證汽車行駛平順性的性能穩(wěn)定；有足夠的使用壽命。167。 減振器相對阻尼系數(shù)在減振器卸荷閥打開前，其中的阻力F與減振器振動速度v之間的關系為F=δv式中 δ——為減振器阻尼系數(shù)。汽車懸架有阻尼以后，簧上質量的振動是周期衰減震動，用相對阻尼系數(shù)ψ的大小來評定振動衰減的快慢程度。ψ的表達式為：ψ=δ/ (2式中，c為懸架系統(tǒng)的垂直剛度；為簧上質量。將壓縮行程時的相對阻尼系數(shù)取得小些，將伸張行程時的相對阻尼取得大些。兩者之間保持有=（～）的關系。設計時先選取與的平均值ψ。對于無內摩擦的彈性元件懸架，取ψ=～；對于行駛路面較差的汽車，ψ值應取大些，一般?。荆粸榱吮苊鈶壹芘鲎曹嚰?，取。本設計取ψ==；得=167。 減振器阻尼系數(shù)δ的確定減振器阻尼系數(shù)δ的計算式為ω——懸架系統(tǒng)固有頻率；n——雙橫臂懸架的下臂長；a——減振器在下橫臂上的連接點到下橫臂在車身上的鉸接點之間的距離；α——為減振器軸線與鉛垂線之間的夾角；——簧上質量；C——懸架系統(tǒng)的垂直剛度。彈性元件的剛度有時與懸架的剛度相等，如鋼板彈簧非獨立懸架。【16】1 所以對前懸架：C= =2530247。2=1265 Kgω= 2 對后懸架：C==3670247。2=1835 Kgω= 167。 最大卸荷力的確定為了減小轉到車身上的沖擊力，當減振器活塞振動速度達到一定值時，減震器打開卸荷閥此時的活塞速度稱為卸荷速度?！?9】式中——卸荷速度，～；A——車身振副，取40mm；ω——懸架振動固有頻率如果已知伸張行程的阻尼系數(shù)，在伸張行程的最大卸荷力所以對前懸架有== m/s==31625 Kg/s對后懸架有=/5= m/s== Kg/s167。 筒式減振器工作缸直徑D的確定根據(jù)伸張行程的最大卸荷力計算工作缸直徑D為【20】式中 [P]——工作缸最大許用壓力，取3～4MPa；λ——為連桿直徑與缸筒直徑之比，雙筒式減振器取λ=～減震器的工作鋼直徑D有20mm、30mm、40mm、（45mm）、50mm、65mm等幾種。選擇時應按標準選用，詳見QC/T491—1999《汽車筒式減振器 尺寸系列及技術條件》。對前懸架：P=； λ==對后懸架：P=； λ=D==前后懸架減振器都選工作缸直徑D=65mm167。 查表確定減振器參數(shù)查QC/T491—1999《汽車筒