【正文】 為P，其它各片在端點(diǎn)處產(chǎn)生的力為。 =0 (418)………………………式中 (419) = (420) (421)式中 —彈簧片端部壓延變形增加系數(shù)。此時(shí)推導(dǎo)是假設(shè)片端厚度由h壓延成h，壓延長度等于相鄰兩彈簧片的長度，顯然，沒有壓延的矩形片端，=0。表44各簧片參數(shù)序號(hào)(mm)（mm）／1500————————25001123124125120列方程組得 將P=400／2=1960代入解方程組得= == = 彈簧各片根部應(yīng)力計(jì)算公式為 （N／mm） (422)代入數(shù)據(jù)得U形螺栓夾緊處各片應(yīng)力（用有效值） =542 = = = =符合要求。故該設(shè)計(jì)的鋼板彈簧片強(qiáng)度夠此車型的使用。K緩沖塊的選擇[30]緩沖塊一般為兩種，即橡膠制造的和多孔聚氨脂制造。橡膠制造的通過硫化將橡膠與鋼板連接為一體，再經(jīng)焊接在鋼板上的螺釘將緩沖塊固定到車架或其他部位上，起到限制懸架最大行程的作用。而多孔聚氨脂的緩沖塊兼有輔助彈性元件的作用。這種材料起泡時(shí)就形成了致密的耐磨外層，它保護(hù)內(nèi)部的發(fā)泡部分不受損傷。由于在該材料中有封閉的氣泡，在載荷作用下彈性元件被壓縮，但其外廓尺寸增加不大，這點(diǎn)與橡膠不同?？偤涂紤]本車選用多孔聚氨脂的緩沖塊，使其輔助鋼板彈簧起彈性作用，較小程度上增加鋼板彈簧的剛度，同時(shí)增加鋼板彈簧的壽命。本車型設(shè)計(jì)將緩沖塊安裝在鋼板彈簧正上方的車軸上。圖426 多孔聚氨脂緩沖塊L減震器的選擇設(shè)計(jì)為加速車架和車身振動(dòng)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(nèi)都裝有減震器。汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用液力減震器。液力減震器的作用原理是當(dāng)車架與車橋作往復(fù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，減震器中的活塞在缸筒內(nèi)業(yè)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則減震器殼體內(nèi)的油液便反復(fù)從一個(gè)內(nèi)腔通過一些窄小的孔隙流入另一個(gè)內(nèi)腔。此時(shí)，孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)摩擦便形成對(duì)振動(dòng)的阻尼力，使車身和車架的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能，而被油液和減震器殼體所吸收，然后散到大氣中。減震器的阻尼力越大，振動(dòng)消除的越快，但卻使并聯(lián)的彈性元件的作用不能充分地發(fā)揮，同時(shí)，過大的阻尼力還可能導(dǎo)致減震器連接零件及車架損壞，未解決這一矛盾，對(duì)減震器提出如下要求：(1)在懸架壓縮行程內(nèi)，減震器阻尼力應(yīng)較小，以便充分利用彈性元件的彈性，以緩和沖擊；(2)在懸架伸張行程內(nèi)，減震器的阻尼力應(yīng)較大，以求迅速減震；(3)當(dāng)車橋與車架的相對(duì)速度過大時(shí)，減震器應(yīng)當(dāng)能自動(dòng)加大液流通道截面積，使阻尼力始終保持在一定的限度內(nèi)，以避免承受過大的沖擊載荷。減震器分雙向作用式減震器和單向作用式減震器。目前汽車上廣泛采用雙向作用筒式減震器。本車型選用雙向作用式減震器。汽車懸架有阻尼以后，簧上質(zhì)量的振動(dòng)是周期衰減振動(dòng)。它可用相對(duì)阻尼系數(shù)的大小來評(píng)定振動(dòng)衰減的快慢程度。的表達(dá)式為: (423)式中 c為懸架系統(tǒng)剛度；m為簧上質(zhì)量。通常情況下，將壓縮行程時(shí)的相對(duì)阻尼系數(shù)ψy取得小些，伸張行程時(shí)的相對(duì)阻尼系數(shù)ψs取得大些。兩者之間保持的關(guān)系如下：ψy＝(0．25—0．5) ψs (424)設(shè)計(jì)時(shí)，先選取ψy與ψs的平均值ψ。對(duì)于無內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，取ψ＝ ~ o．35；對(duì)有內(nèi)摩擦的彈件元件懸架，ψ值取小些。鋼板彈簧本身就有減震的作用，ψ故選用較小值。阻尼系數(shù)的確定：減震器阻尼系數(shù)=2=。本章內(nèi)容是以長安星卡SC1022D7車型為例設(shè)計(jì)一種適用的鋼板彈簧懸架。主要分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇，和應(yīng)力分析計(jì)算等。本章主要是根據(jù)該車型的具體數(shù)據(jù)，通過一系列的分析計(jì)算，設(shè)計(jì)出一組鋼板彈簧懸架系統(tǒng)。 第5章 鋼板彈簧懸架三維圖 Pro/E軟件的簡介1985年，PTC公司成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。1988年。經(jīng)過10余年的發(fā)展，Pro/ENGINEER已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了Pro/ENGINEER2000i2。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。Pro/ENGINEER還提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。下面就Pro/ENGINEER的特點(diǎn)及主要模塊進(jìn)行簡單的介紹。proe的歷屆版本：proe 2001～proe 2003proe wildfire～proe wildfire pore是做模具設(shè)計(jì)最好的軟件，是三維建模的領(lǐng)頭羊Pro/Engineer是一套由設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)參數(shù)化、基于特征的實(shí)體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能。1 參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征功能Pro/Engineer是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過的簡易和靈活。2 單一數(shù)據(jù)庫Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個(gè)庫，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門的。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的任何一處發(fā)生改動(dòng)，亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會(huì)自動(dòng)更新；組裝工程圖如有任何變動(dòng)，也完全同樣反應(yīng)在整個(gè)三維模型上。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場(chǎng)，價(jià)格也更便宜。Pro／Engineer設(shè)計(jì)方法Pro/Engineer是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實(shí)體零件及組裝造型，三維上色實(shí)體或線框造型棚完整工程圖產(chǎn)生及不同視圖（三維造型還可移動(dòng)，放大或縮小和旋）。Pro/Engineer是一個(gè)功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同的設(shè)計(jì)專用功能來實(shí)現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用這種手段來建立形體，對(duì)于工程師來說是更自然，更直觀，無需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計(jì)方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號(hào)式的賦予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個(gè)參數(shù)改變，其也相關(guān)的特征也會(huì)自動(dòng)修正。這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計(jì)優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機(jī)上或一些支持Postscript格式的彩色打印機(jī)。Pro/Engineer還可輸出三維和二維圖形給予其他應(yīng)用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式來實(shí)現(xiàn)，用戶更可配上 Pro/Engineer軟件的其它模塊或自行利用 C語言編程，以增強(qiáng)軟件的功能。它在單用戶環(huán)境下(沒有任何附加模塊)具有大部分的設(shè)計(jì)能力，組裝能力(人工)和工程制圖能力(不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS標(biāo)準(zhǔn))，并且支持符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繪圖儀(HP，HPGL)和黑白及彩色打印機(jī)的二維和三維圖形輸出。Pro/Engineer功能如下：特征驅(qū)動(dòng)（例如：凸臺(tái)、槽、倒角、腔、殼等）；參數(shù)化（參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等）；通過零件的特征值之間，載荷/邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關(guān)系來進(jìn)行設(shè)計(jì)。支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計(jì)(規(guī)則排列的系列組件，交替排列，Pro／PROGRAM的各種能用零件設(shè)計(jì)的程序化方法等)。 貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性(任何一個(gè)地方的變動(dòng)都將引起與之有關(guān)的每個(gè)地方變動(dòng))。其它輔助模塊將進(jìn)一步提高擴(kuò)展 Pro／ENGINEER的基本功能。 懸架三維圖 Pro/E設(shè)計(jì)界面本文運(yùn)用proe wildfire 。是目前Pro/E的最新版本，其操作性上比以往有較大的改善。圖51 新建的零件板塊工作界面圖52 草繪的工作界面 鋼板彈簧懸架設(shè)計(jì)繪制過程圖53 等長的第一片和第二片 圖54 前三片 圖55 鋼板彈簧片組圖56 彈簧片的固定圖57 懸架與車軸連接圖58 一側(cè)懸架的組合圖圖59 完整的懸架組合圖510 完整的懸架組合 設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)以下是長安星卡SC1022D7的鋼板彈簧的原廠設(shè)計(jì)圖圖和本文設(shè)計(jì)的懸架圖后懸架總成1—鋼板彈簧 2—緩沖塊21圖511 長安星卡SC1022D7圓懸架圖512 設(shè)計(jì)的懸架通過比較，可得出本文設(shè)計(jì)的長安星卡SC1022D7鋼板彈簧和原懸架比較，有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1 鋼板彈簧的布置選擇了放在車軸的下方，減少了非簧載質(zhì)量，增加了簧載質(zhì)量，由公式== Hz得頻率變小，使汽車在保證其操縱穩(wěn)定性和應(yīng)力強(qiáng)度的條件下，使其的平順性在原有的基礎(chǔ)上有所提高。適當(dāng)提高了駕駛員的舒適性。2 懸架上置時(shí)，當(dāng)鋼板彈簧兩端受力變化時(shí)，鋼板彈簧會(huì)沿軸輕微轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼板底座和軸會(huì)出現(xiàn)擠壓和摩擦現(xiàn)象，使軸受到破壞。且車軸與鋼板彈簧底座正壓力面積會(huì)變小，軸所受的壓強(qiáng)較大。改成下置后，軸所受力的接觸面為為緩沖塊的底面，即使鋼板受力變化時(shí)，連接條仍然會(huì)和緩沖塊底板良好接觸，進(jìn)而使緩沖塊和軸也較好接觸。3 增加了減震器，使汽車能夠在很短的時(shí)間內(nèi)迅速減震，減小振動(dòng)。改善汽車行駛的平順性和舒適性，和穩(wěn)定性，更好地保護(hù)車身，延長車輛的使用壽命。 鋼板彈簧的工程圖通過Pro/E用所設(shè)計(jì)的鋼板彈簧三維圖生成工程圖。由于版面限制，工程圖中就讓其尺寸等相關(guān)標(biāo)注就不在顯示在工程圖中。圖513 鋼板彈簧工程圖 本章小結(jié)本章的內(nèi)容主要是運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件Pro/E繪制鋼板彈簧系統(tǒng)，并把各個(gè)步驟所繪制的三維圖展示出來。并根據(jù)所設(shè)計(jì)的鋼板彈簧和該車型的原有懸架進(jìn)行比較，指出所設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。結(jié) 論首先通過對(duì)鋼板彈簧的彈性特性進(jìn)行分析，熟悉鋼板彈簧的組成和類別。然后研究一些對(duì)汽車行駛平順性和操縱穩(wěn)定性有影響的因素，并通過對(duì)這些因素的分析和研究，綜合考慮各個(gè)因素，要清楚地知道所要設(shè)計(jì)的懸架應(yīng)符合的要求。接著對(duì)長安星卡SC1022D7車型的已有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，通過一系列的設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)出一套鋼板彈簧系統(tǒng)。最后，運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行繪圖，并對(duì)所設(shè)計(jì)的鋼板彈簧懸架和該車型原有的懸架進(jìn)行比較，指出在原有的基礎(chǔ)上，所設(shè)計(jì)的鋼板彈簧懸架的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)。通過研究分析，本文基本上完成了預(yù)定的任務(wù)，設(shè)計(jì)出比較合理的鋼板彈簧懸架系統(tǒng)。所設(shè)計(jì)的鋼板彈簧懸架與以前相比有比較突出的優(yōu)點(diǎn)，使其行駛平順性有所提高，并使軸使用周期變長，能夠迅速減震。在論文設(shè)計(jì)過程中，有一些問題還需要進(jìn)一步研究：（1）懸架導(dǎo)向裝置變形是如何影響車輪外傾角的變化，從而影響到汽車的穩(wěn)態(tài)與瞬時(shí)響應(yīng)。（2）鋼板彈簧懸架的應(yīng)用未來前景如何