【正文】 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。目前有些汽車采用滑板結(jié)構(gòu)來代替吊耳的連接方法，其主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、制造工藝簡單、拆卸方便，減少了潤滑點(diǎn)及減小了主片附加應(yīng)力，延長了彈簧壽命。橡膠塊支撐彈簧兩端裝在橡膠座內(nèi)，通過橡膠座將力傳給傳給車架。這種連接形式改善了主片的受力情況，提高了主片的強(qiáng)度；由于橡膠塊具有較大撓性，可以減小主片的扭曲應(yīng)力。同時(shí)減少了潤滑點(diǎn)和噪聲。它的缺點(diǎn)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]。選取吊耳支撐式為本次設(shè)計(jì)的鋼板彈簧支撐方式。鋼板彈簧彈簧銷和卷耳的設(shè)計(jì)鋼板彈簧主片端部制成卷耳以便安裝彈簧銷和用以與托架或吊耳連接。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。平卷耳其優(yōu)點(diǎn)是可以減小卷耳內(nèi)的應(yīng)力，但制造工藝性較差。上卷耳是目前廣泛采用的結(jié)構(gòu)形式，制造工藝性好，但卷耳內(nèi)的應(yīng)力較平卷耳大。在汽車載荷較大或使用條件惡劣的情況下，鋼板彈簧主片卷耳需要得到加強(qiáng)，將第二、三葉片端部制成加強(qiáng)卷耳(即包耳)或采用鍛造的卷耳。為使葉片變形時(shí)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。鍛造的卷耳可用螺栓固定或焊接在主片上。這種卷耳強(qiáng)度高、耐用，但制造成本高，采用的較少。鋼板彈簧卷耳內(nèi)的襯套，通常用金屬、橡膠或塑料三種材料制造。目前國內(nèi)外汽車上廣泛地采用塑料襯套,因?yàn)樗哂心湍?、耐蝕、減摩、不需潤滑、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。常用的塑料襯套材料為尼龍1010，聚甲醛等。綜合考慮，選取上卷耳為卷耳形式，并且將主簧第二片制作成包耳，以加強(qiáng)卷耳強(qiáng)度。因貨車載重相對較大，在彈簧銷與襯套間設(shè)置金屬套筒，同時(shí)將聚甲醛作為襯套的制作材料。彈簧銷的設(shè)計(jì)對鋼板彈簧銷，當(dāng)鋼板彈簧承受靜載荷時(shí)它受到擠壓應(yīng)力： 其中，為滿載靜止時(shí)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。用30或40鋼經(jīng)液體碳氮共滲處理時(shí)，彈簧銷擠壓應(yīng)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(yīng)力。則 在對數(shù)據(jù)進(jìn)行圓整，取。1卷耳尺寸的確定 卷耳處所受應(yīng)力如圖14所示，其所受應(yīng)力是由彎曲應(yīng)力和拉壓合成的應(yīng)力，圖14 鋼板彈簧主片卷耳受力圖 則： = 式中，為沿彈簧縱向作用在卷耳中心線上的力；為卷耳內(nèi)經(jīng)；為鋼板彈簧寬度；為主片厚度。許用應(yīng)力取為。式中，為制動時(shí)地面對后軸車輪的道路阻力；為作用在車輪上的載荷；為道路附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)通常取；為后軸對于后軸驅(qū)動的的汽車，一般制動時(shí)重量重新分配系數(shù)。其具體數(shù)值，可按總體布置參數(shù)在附著系數(shù)為的道路上制動而計(jì)算得出的，一般。得：= ==14260對數(shù)據(jù)進(jìn)行圓整，取。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(diǎn)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(qiáng)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。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。圖15所示為單片變截面彈簧的端部CD段和中間加緊部分AB段是厚度為和的等截面形狀，BC端為變厚截面，BC端可按拋物線形或線性變化。 圖15 單片變截面彈簧的一半 由n片組成少片彈簧時(shí)，其總剛度為各片剛度之和，其應(yīng)力則按各片所示的載荷分量計(jì)算。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(qiáng)橫向?qū)挾?，常?5～100mm，厚度＞8mm，以保證足夠的抗剪強(qiáng)度并防止太薄而淬裂，取12～20mm。根據(jù)前面的初期設(shè)計(jì)，前懸架鋼板彈簧長度=3360=1000 mm；片數(shù)n根據(jù)以前的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)取n=3，寬度b=80mm， 初取10mm，取15mm。本設(shè)計(jì)采用按拋物線變化，BC段變化按拋物線變化，厚度隨長度的變化規(guī)律為 ，單片剛度為其中E為材料彈性模量，為修正系數(shù)，=b為鋼板寬度，k=1。 =前懸架總成剛度C總=C3=彈簧在拋物線區(qū)段內(nèi)各點(diǎn)應(yīng)力相等，其值為：==5225N為制動時(shí)前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，～，所以 == ==435 MPa≤=1000MPa前懸架鋼板彈簧的強(qiáng)度驗(yàn)算當(dāng)貨車牽引驅(qū)動時(shí)，貨車的前鋼板彈簧承受的載荷最大，在它的后半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力用下式計(jì)算：式中 為作用在前輪上的垂直靜載荷； 為制動時(shí)后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，轎車貨車 =～，為道路附著系數(shù)，為鋼板彈簧片寬，鋼板彈簧總截面系數(shù)用下面的計(jì)算公式： 對于60Si2MnA彈簧鋼，表面經(jīng)噴丸處理后，推薦許用靜應(yīng)力在下列范圍內(nèi)取值：前彈簧和平衡懸架彈簧為。 取350 =5225N 所以5225（）/4350=3508==793MPa≤=1000 MPa能滿足汽車在緊急制動時(shí)的要求。六、設(shè)計(jì)總結(jié)根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，鋼板彈簧各項(xiàng)參數(shù)如下表：后懸架主簧參數(shù)鋼板序號長度（mm）寬度（mm）厚度（mm）預(yù)應(yīng)力（MPa）自由曲率（mm）自由弧高（mm）總成曲率（mm）總成弧高（mm）1號13506591002號1350803號1220404號1080205號940206號800307號670408號530409號3905010號26060參數(shù)鋼板序號長度（mm）寬度（mm）厚度（mm）預(yù)應(yīng)力（MPa）自由曲率（mm）自由弧高（mm）總成曲率（mm）總成弧高（mm）1號1100809120 2號91060 3號7100 4號52060 5號320120 前懸架鋼板彈簧片數(shù) n=3，寬度b=80mm，長度L=1000mm， =10mm，=15mm。上述的三種彈簧均選擇60Si2MnA作為鋼板彈簧的材料，用60Si2MnA制鋼板彈簧，熱處理：870℃油浴淬火、440℃中溫回火，再經(jīng)表面噴丸處理。本次設(shè)計(jì)的題目為巴頓級乘用汽車前、后懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。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(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析和參數(shù)確定，并對主、副鋼板彈簧進(jìn)行設(shè)計(jì)、校核，最后采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法，繪制出汽車后懸架系統(tǒng)的零件圖和裝配圖。在設(shè)計(jì)過程中，后懸架彈簧我大膽的采用了簡單的鋼板彈簧葉片斷面形狀，使鋼板彈簧的加工過程簡化，成本相對其它葉片形式的鋼板彈簧有所降低，同時(shí)提高了鋼板彈簧的使用壽命。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中，我還對鋼板彈簧的一些附屬零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和校核，盡量使此次設(shè)計(jì)更加完善，前懸架彈簧我采用了，在乘用車和部分商用車上得到越來越多的應(yīng)用的少片彈簧。通過本次設(shè)計(jì)使我學(xué)到了很多東西，是我大學(xué)四年學(xué)習(xí)過程的總結(jié)，使我在步入社會前的歷練。設(shè)計(jì)參考資料1 王望予 汽車設(shè)計(jì)（第4版） 機(jī)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?yán)碚摚ǖ?版） 機(jī)械工業(yè)出版社 19964《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第4版 高等教育出版社 20005《汽車工程手冊》設(shè)計(jì)篇 人民交通出版社 20016《彈簧設(shè)計(jì)手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 199644 / 44