【導(dǎo)讀】本課題結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)低速載貨汽車(chē)車(chē)架及懸架系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。和布置合理；保證整車(chē)良好的平順性能。工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，便于。維修、調(diào)整；盡量使用通用件，以便降低制造成本；在保證功能和強(qiáng)度的要求下，盡量減小整備質(zhì)量。架和非獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用，便于維修和改裝。了它們的主要參數(shù)?，F(xiàn)代汽車(chē)絕大多數(shù)都具有作為整車(chē)骨架的車(chē)架。等)/并把這些總成聯(lián)合成為一輛完整的汽車(chē)。要有足夠的強(qiáng)度：必須保證在各種復(fù)雜受力的情況下不致破壞。足夠的疲勞強(qiáng)度，在汽車(chē)運(yùn)行30?50萬(wàn)公里以前，不致有嚴(yán)重的疲勞損傷。但是，當(dāng)汽車(chē)行駛于不平路面時(shí)，為了保證汽車(chē)對(duì)路面不平度的適應(yīng)性，所消耗的鋼板占全車(chē)鋼板消耗量的40%左右。因此，車(chē)架應(yīng)按照等強(qiáng)度的原則進(jìn)。行設(shè)計(jì)，以減輕汽車(chē)的自重和降低材料消耗量。汽車(chē)在復(fù)雜多邊的行駛過(guò)程。中，固定在車(chē)架上的各總成和部件之間不應(yīng)發(fā)生干涉。汽車(chē)在崎嶇不平的道路

　　

【正文】 = ? 軸距，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外貨車(chē)資料，初步選定主簧主片的長(zhǎng)度為 mL ? 1200mm , 副簧主片的長(zhǎng)度為 ?aL 960mm. 鋼板彈簧斷面尺寸的確定 （ 1） 鋼板彈簧斷面寬度 b 的確定： 有關(guān)鋼板彈簧的剛度，強(qiáng)度可按等截面的簡(jiǎn)支梁計(jì)算，引入撓度增大系數(shù) ?加以修正。因此，可根據(jù)修正后的簡(jiǎn)支梁公式計(jì)算鋼板彈簧所需的總慣性距 0J 。對(duì)于對(duì)稱(chēng)式鋼板彈簧 ? ? EckSLJ 48/)( 30 ??? （ 72） 式中： S—— U 形螺栓中心距（ mm） k—— U 形螺栓夾緊 (剛性?shī)A緊， k取 )； c—— 鋼板彈簧垂直剛度（ N/mm） ,c= cW fF / 。 ? —— 為撓度增大系數(shù)。 撓度增大系數(shù) ? 的確定： 先確定與主片等長(zhǎng)的重疊片數(shù) 1n ，再估計(jì)一個(gè)總片數(shù) 0n ，求得 01 /nn?? ，然后 ? =? ?)( ?? ，初定 ? 。 對(duì)于主簧： L=1200mm k= S=100mm 1n =1 0n =5 15?? ? =? ?)( ?? =1= E= 510? N/ 4mm 將上述數(shù)據(jù)代入以上公式得 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 0J =29 1034mm 計(jì)算主簧總截面系數(shù) 0W ： 0W ? ? ? ?WW kSLF ?4/)( ?? （ 73） 式中 ? ?w? 為許用彎曲應(yīng)力。 ? ?w? 的選取：后主簧為 450～ 550N/ 2mm ，后副簧為220～ 250 N/ 2mm 。 wF = mF = L=1650mm k= S=100mm ? ?w? =500 N/ 2mm . 將上面數(shù)據(jù)代入公式，得： 0W = 1033mm 再計(jì)算主簧平均厚度： ? ?cmwp EfkSLWJh 6 )(/2 200 ????? = 取 12mm。 有了 ph 以后，再選鋼板彈簧的片寬 b。推薦片寬和片厚的比值在 6～ 10 范圍內(nèi)選取。 b = 100mm 對(duì)于副簧： L=960mm k= S=100mm 11?n 0 4n? 14?? 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 11 . 5 / 1 . 0 4 (1 0 . 5 ) 1 . 2 54? ??? ? ? ? ????? E= 25 / mmN? 將上述數(shù)據(jù)代入公式，得 340 15 10J mm?? 計(jì)算副簧總截面系數(shù) 0W ： 0W ? ? ? ?WW kSLF ?4/)( ?? wF = aF = L=960mm k= S=100mm ? ?w? =245 N/ 2mm . 將上面數(shù)據(jù)代入，得： 0W = 1033mm 再計(jì)算副簧平均厚度： ? ?cawp EfkSLWJh 6 )(/2 200 ????? = 取 16mm。 b = 120mm （ 2）鋼板彈簧片厚 h的選取 : 本設(shè)計(jì)主簧和副簧均采用等厚片，片厚分別為 12mm、 16mm。 通過(guò)查手冊(cè)可得鋼板截面尺寸 b和 h符合國(guó)產(chǎn)型材規(guī)格尺寸。 （ 3）鋼板斷截面形狀的選擇： 本設(shè)計(jì)選取矩形截面。 （ 4） 鋼板彈簧片數(shù)的選擇： 片數(shù) n少些有利于制造和裝配，并可以降低片與片之間的干摩擦，改善汽車(chē)的行駛平順性。但片數(shù)少了將使 鋼板彈簧與等強(qiáng)度梁的差別增大，材料的利用率變壞。 根據(jù)貨車(chē)的載荷并結(jié)合國(guó)內(nèi)外資料初步選取本貨車(chē)主簧的片數(shù)為 5片， 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 副簧的片數(shù)為 4 片。 鋼板彈簧各片長(zhǎng)度的確定 先將各片的厚度 ih 的立方值 3ih 按同一比例尺沿縱坐標(biāo)繪制在圖上，再沿橫坐標(biāo)量出主片長(zhǎng)度的一半 L/2 和 U型螺栓中心距的一半 s/2，得到 A,B 兩點(diǎn)，連接 A， B 兩點(diǎn)就得到三角形的鋼板彈簧展開(kāi)圖。 AB線與各片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片的長(zhǎng)度。如果存在與主片等長(zhǎng)的重疊片 ，就從 B點(diǎn)到最后一個(gè)重疊片的上 側(cè)邊斷點(diǎn)連一直線，此直線與各片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長(zhǎng)度。各片實(shí) 際長(zhǎng)度尺寸需經(jīng)圓整后確定。由圖 71確定主簧各片長(zhǎng)度： 圖 71 確定主簧各片長(zhǎng)度圖 主簧各片鋼板的長(zhǎng)度如表 71： 表 71 主簧各片鋼板的長(zhǎng)度 序號(hào) 1 2 3 4 5 長(zhǎng)度（ mm） 1200 920 650 380 120 由副簧各片長(zhǎng)度如表 72： 表 72 副簧各片鋼板的長(zhǎng) 度 序號(hào) 1 2 3 4 長(zhǎng)度（ mm） 960 770 540 320 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 鋼板彈簧的剛度驗(yàn)算 之前確定的關(guān)于懸架的撓度增大系數(shù) δ 、慣性矩 J0、片長(zhǎng)和端部形狀的確定都不夠準(zhǔn)確，所以有必要驗(yàn)證精度。假定同一截面上的各片的曲率值相等，各片所承受的彎矩正比于其慣性矩，同時(shí)外力所引起的彎矩全部作用于彈簧的所有截面上。 剛度驗(yàn)算公式為： 163 11()nkEck k ka Y Y??????? （ 74） 其中 α 為經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)，推薦值為 ~ 此處取 值為 E 為材料 60Si2Mn 的彈性模量，取值為 206GPa 1 1 1kka l l???? 。 （ 75） 11k kiiY J???。 （ 76） 1 111k kiiY J? ???? （ 77） 上式中的 l1，如果用中心螺栓到卷耳中心間的距離帶入，求得的剛度為鋼板彈簧的自由剛度 c1；如果鋼板彈簧被 U形螺栓夾緊后，部分長(zhǎng)度的彈簧不起彈性作用，所以要將這部分無(wú)效 長(zhǎng)度減去。因此，如果采用的是有效長(zhǎng)度，及 l1’ =（ ），剛度值是鋼板彈簧總成的夾緊剛度。 主簧鋼板彈簧的剛度驗(yàn)算 有效長(zhǎng)度為： l1’==575mm 表 73 鋼板彈簧主簧剛度驗(yàn)算數(shù)據(jù)表 31ka? 11k kiiY J??? 1 111k kiiY J? ???? k=1 1153 114400 128800 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ k=2 2503 128800 143200 k=3 3853 143200 157600 k=4 5153 157600 1720xx 將上面計(jì)算的數(shù)表中的數(shù)據(jù)代入公式中得：主簧剛度為 C1=，符合設(shè)計(jì)要求。 副簧鋼板彈簧的剛度驗(yàn)算 ： 有效長(zhǎng)度： l2’==455mm 表 74 鋼板彈簧副簧剛度驗(yàn)算數(shù)據(jù)表 31ka? 11k kiiY J??? 1 111k kiiY J? ???? k=1 703 140960 181920 k=2 1853 181920 1122880 k=3 2953 1122880 1163840 將上述計(jì)算的數(shù)表中的數(shù)據(jù)，代入公式中得出副簧的剛度： C2=，同樣符合設(shè)計(jì)的要求。 綜上所述，所設(shè)計(jì)的鋼板彈簧的實(shí)際尺寸及剛度等參數(shù)為： 主簧：長(zhǎng)度為 1200mm，寬度為 100mm，厚度為 12mm，片數(shù)為 5片，剛度 C1=，1 493MPa?? ? 。 副簧：長(zhǎng)度為 960mm，寬度為 120mm，厚度為 16mm，片數(shù)為 4片，剛度 C2=，2 730MPa?? ? 。 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑計(jì)算 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 0H 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 0H ，用下式計(jì)算： )(0 fffH ac ???? （ 78） 式中， cf 為靜撓度； af 為滿(mǎn)載弧高； f? 為鋼板彈簧總成用 U型螺栓夾緊后引起的弧高變化，22 ))(3( L ffSLSf ca ????； S為 U型螺栓的中心距。 L 為鋼板彈簧主片長(zhǎng)度。 下面分別計(jì)算主簧和副簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 0H ： 主簧： 由： mm? mmfa 15? ? ? ? ? ? ?22( 3 ) ( ) 1 0 0 3 1 2 0 0 1 0 0 9 9 . 1 1 5 / 2 1 2 0 0 1 3 . 62 a c mS L S f ff m mL??? ? ? ? ? ? ? ? ? 則 )(0 fffH acm ???? =+15+=128mm 副簧： 22 ))(3( L ffSLSf caa ????= )(0 fffH aca ???? =+15+= 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑的確定 主簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑： 2200 1200/ 8 14 068 12 8R L H? ? ?? 副簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑： 239。 39。 2 39。00 960/ 8 22208 L H m m? ? ?? 鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下曲率半 徑的確定 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 矩形斷面鋼板彈簧裝配前各片曲率半徑由下式確定 ? ?iii EhRRR /)2(1/ 000 ??? （ 79） 式中， iR 為第 i 片彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑（ mm）， 為鋼板彈簧總成 0R 在自由狀態(tài)下的曲率半徑（ mm） 為各片鋼板彈簧預(yù)應(yīng)力 i0? （ N/ 2mm ）； E 為材料的彈性模量 N/ 2mm ，取 E 為 ? N/ 2mm ； 為第ih i片的彈簧厚度（ mm）。在已知 的條件下，可以用式和各片彈簧的預(yù)應(yīng)力 iR 00 ?? ?iii EhRRR /)2(1/ 000 ??? 計(jì)算出各片鋼板彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑 Ri。 對(duì)于片厚相同的鋼板彈簧，各片彈簧的預(yù)應(yīng)力值應(yīng)不宜選取過(guò)大；推薦主片在根部的工作應(yīng)力與預(yù)應(yīng)力疊和后的合成應(yīng)力應(yīng)在 300～ 350N/ 2mm 內(nèi)選取。 1～4 片長(zhǎng)片疊加負(fù)的預(yù)應(yīng)力，短片疊加正的預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力從長(zhǎng)片由負(fù)值逐漸遞增為正值。 在確定各片預(yù)應(yīng)力時(shí)，理論上應(yīng)滿(mǎn)足各片彈簧在根部處的預(yù)應(yīng)力所造成的彎矩 之代數(shù)和等于零，即iM ： 01 ???ni iM 或 01 0 ??? ini iW? 下面分 別計(jì)算主簧和副簧的各片在自由狀態(tài)下曲率半徑的確定： 主簧： 表 75各片的預(yù)應(yīng)力 i 1 2 3 4 5 i0? 56 46 18 20 30 0 1406R mm? E= ? N/ 2mm ih =12mm 然后用上述公式計(jì)算主簧各片在自由狀態(tài)下曲率半徑，結(jié)果見(jiàn)表 74： 表 76主簧各片在自由狀態(tài)下曲率半徑 i 1 2 3 4 5 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ Ri (mm) 副簧如表 75： 表 77 副簧各片的預(yù)應(yīng)力 i 1 2 3 4 5 i0? 20 10 0 10 20 39。0 2220R mm? E= ? N/ 2mm 39。ih =16mm 然后用上述公式計(jì)算副簧各片在自 由狀態(tài)下曲率半徑，結(jié)果見(jiàn)表 6： 表 78 副簧各片在自由狀態(tài)下曲率半徑 i 1 2 3 4 39。iR (mm) 3000 2220