【導(dǎo)讀】汽車是現(xiàn)代交通工具中應(yīng)用的最多，最普遍，也是最方便的交通運(yùn)輸工具。汽車的車橋和懸架是汽車上的重要組成部分。汽車的從動(dòng)橋的轉(zhuǎn)向性能直接影響。汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)得迅速發(fā)展和車流密度日益增大，人們對安全性、可靠性的要求越來越高。門的日常生活中扮演著重要的角色。汽車工業(yè)以其強(qiáng)有力的產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)作用，已經(jīng)。成為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱性行業(yè)。的自行開發(fā)和研究工作也隨之廣泛地展開。汽車在公路上高速行駛，汽車的零部。反復(fù)作用下，會(huì)發(fā)生裂紋萌生和擴(kuò)轉(zhuǎn)并導(dǎo)致突然斷裂。的靜態(tài)特性，有著及其重要的實(shí)際意義。進(jìn)一步鞏固和加深對所學(xué)的。使樹立符合國情和生產(chǎn)實(shí)際的正確設(shè)。員及貨物的汽車。在轉(zhuǎn)向節(jié)下耳與前梁拳部之間裝有推力滾子軸承。的功用是緩和沖擊，減振器的作用是使振動(dòng)迅速衰減，振幅迅速減小。非獨(dú)立懸架其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)的車輪有一整體式車橋相連。動(dòng)時(shí)，必然引起另一側(cè)的車輪在汽車橫向平面內(nèi)發(fā)生擺動(dòng)，故稱為非獨(dú)立懸架。

　　

【正文】 鋼板斷面形狀： 前后主副彈簧均采用矩形斷面形狀，其中性軸在鋼板斷面的對稱位置上，工作時(shí)，一面受拉應(yīng)力、另一面受壓應(yīng)力作用，并且應(yīng)力絕對值相等。 鋼板彈簧片數(shù) n ： 根據(jù)掛車的總質(zhì)量 及結(jié)構(gòu)形式 ，選取前后主簧的片數(shù)為 n =6 片，副簧的片數(shù)為 39。n =5 片。 鋼板彈簧各片長度的確定 鋼板彈簧各片長度就是基于實(shí)際鋼板各片展開圖接近梯形梁的形狀這一原則來作圖確定的，具體進(jìn)行步驟如下： 先將各片厚度的立方值按同一比例尺沿縱坐標(biāo)繪制在圖上，再沿橫坐標(biāo)量出黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 主片長度的一半 2L 和 U 形螺栓中心距的一半 2s ，得到 A、 B 兩點(diǎn)，連接 A、 B既得到三角形的鋼板彈簧 展開圖。 AB 線與各葉片的上側(cè)邊交點(diǎn)既為各片長度。各片實(shí)際長度尺寸需經(jīng)過圓整后確定。 圖 確定鋼板彈簧各片長度得作圖法 由上述方法得到前鋼板彈簧主簧各片長度： 1350mm、 1100mm、 940mm、780mm、 610mm、 450mm； 副簧各片長度 ： 1150mm、 880mm、 610mm、 450mm、350mm， 后鋼板彈簧主簧各片長度 ： 1575mm、 1325mm、 1075mm、 835mm、 585mm、335mm；副簧各片長度： 1330mm、 1100mm、 860mm、 630mm、 400mm。 鋼板總成在自由狀態(tài)下的弧高及曲率半徑的計(jì)算 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 0H 鋼板彈簧各片裝配后，在預(yù)壓縮和 U 形螺栓夾緊前，其主片上表面與兩端（不包括卷耳孔半徑）連線間的最大高度差（如圖 55），稱為鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高 0H 用公式計(jì)算 fffH ac ????0 () 式中： cf 為靜撓度； af 為滿載弧高； f? 為鋼板彈簧總成用 U 形螺栓夾緊后引起的弧高變化。 22 ))(3( L ffsLsf ca ???? () 式中： s 為 U 形螺栓中心距； L/2 S/2 A B h33 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 L 為鋼板彈簧主片長度； cf 為靜撓度； af 為滿載弧高。 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑 )8( 020 HLR ? （ ） 圖 鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下的曲率半徑 前鋼板彈簧： 主簧： fffH ac ????0 af =15 cf = ))(3(2 ???????? L ffsLsf ca 0H =15++=145 157114581350)8( 2020 ???? HLR 副簧： fffH ac ????0 af =15 cf = 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 26 450 00 ))(3( 2 ???????? L ffsLsf ca 0H =15++= )8( 2020 ???? HLR 后鋼板彈簧： 主簧： fffH ac ????0 af =15 cf = 2 ))(3( 2 ???????? L ffsLsf ca 0H =15++= )8( 2020 ???? HLR 副簧： fffH ac ????0 af =15 cf = 378 00 ))(3(2 ???????? L ffsLsf ca 0H =+15+= )8( 2020 ???? HLR 鋼板彈簧 各片自由狀態(tài)下的曲率半徑的確定 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(yù)應(yīng)力，其值確定了自由狀態(tài)下的曲率半徑 Ri。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緊貼，減少主片工作應(yīng)力，使各片壽命接近。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 矩形斷面鋼板彈簧裝配 前各片曲率半徑由下式確定： ])()2(1[ 000 iii EhRRR ??? （ ） 式中： iR 為第 i 片彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑（ mm） 。 0R 為鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑 （ mm）； i0? 為各片彈簧預(yù)應(yīng)力（ MPa）； E為材料彈性模量（ MPa），取 ??E MPa； ih 為第 i 片的彈簧厚度（ mm）。 在已知鋼板彈簧總成自由狀態(tài)下曲率半徑 0R 和各片彈簧預(yù)加應(yīng)力 i0? 的條件下，可以用公式（ ）計(jì)算各片彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑 iR 。選取各片彈簧預(yù)應(yīng)力時(shí)，要求做到：裝配前各片彈簧片間的間隙相差不大，且裝配后各片能很好地貼和；為保證主片及其相鄰的長片有 足夠的使用壽命，應(yīng)適當(dāng)降低主片 及與其相鄰的長片的應(yīng)力。 為此，選取各片預(yù)應(yīng)力時(shí)，對于片厚相同的鋼板彈簧，各片預(yù)應(yīng)力值不宜選取過大。預(yù)應(yīng)力從長片到短片由負(fù)值逐漸遞增至正值。 如果第 i 片的片長為 iL ，則第 i 片彈簧的弧高為： )8(2 iii RLH ? （ ） 懸架的強(qiáng)度校核計(jì)算 鋼板彈簧的剛度驗(yàn)算 在此之前，有關(guān)撓度增大系數(shù) ? 、慣性矩 J0、片長和葉片端部形狀等的確定都不夠準(zhǔn)確，所以有必要驗(yàn)算剛度。用共同曲率法計(jì)算剛度的前提是，假定同一截面上各片曲率變化值相同，各片所承受的彎矩正比于其慣性矩，同時(shí)該截面上各片的彎矩和等于外力所引起的彎矩。剛度驗(yàn)算公式為： ?? ?? ???nk kkkYYC1 13 1 )(aE6? () 其中： ? ?111 ?? ?? kk lla ； ???ki ik JY 11； ???? ?111 1ki ik JY。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 式中： ? —— 經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)， ? =； E—— 材料彈性模量； 1l 、 1?kl —— 主片和第 1?k 片的一半長度。 代入已知數(shù)據(jù)可得： ? ??? ?mC ； ? ??? ?aC ； ? ??? ?mC ； ? ??? ?aC 。 鋼板彈簧總截面系數(shù)： 6 2nbhW? （ ） 滿載平均靜應(yīng)力： W skLF 4 )( ????? （ ） 比應(yīng)力： f??? （ ） 前鋼板主簧： 322FF mm70566 ????? mm nbhW ； M P a97370564 )( )( FFFF ?? ???????? mmmm W skLF? ； cm/M P 973FFF ??? mmm f?? 。 前鋼板副簧： 322F 406 ????? nbhW a ； M P 404 ) 50( 664 )( FFFF ?? ???????? aaaa W skLF? ； cm/M P ??? aaa f?? 。 后鋼板主簧： 322R mm17 4246 ????? nbhW m ； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 M P )( )( RRRR ?? ???????? mmmm W skLF? ； cm/M P ??? mmm f?? 。 后鋼板 副簧： 322R39。R ????? aa bhnW ； ? ? M P 8004 )(RRRR ?? ????????aaaa W skLF? ； cm/M P ?? aaa f?? 。 從實(shí)際規(guī)格尺寸及應(yīng)力規(guī)范修正設(shè)計(jì)參數(shù) 前后主副鋼板彈簧比應(yīng)力稍低于許用值下限，取主副彈簧的極限應(yīng)力之比1F?? ， 1R?? ； 2F1FF ?? ??? ， 2R1RR ?? ??? ；極限動(dòng)行程系數(shù)取 ?d ， 3R?d ，則極限動(dòng)行程為： 2F1FFwFF CC Fdf d ?? （ ） 2R1RRwRR CC Fdf d ?? （ ） 代入得： ????df； 1858 70 6563R ????df 。 前鋼板橡膠墊塊高度為 5cm，壓縮量為 ，所以極限動(dòng)行程計(jì)算值應(yīng)取為?dfF +? 。后鋼板橡膠墊塊高度為 3cm，壓縮量為 ，極限動(dòng)行程計(jì)算值應(yīng)取為 ?dfR +? 。 修正后的副鋼板彈簧接觸點(diǎn)撓度為： ? ?? ????????? ??????????? ??amamdCCβγCCfFβγfwk1 () 于是可得： ?f ； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 ?f ； 3 7 0 9FFkFk ?? mCfF ； 3 7 0 8RmRkRk ?? CfF 。 主副鋼板彈簧負(fù)荷分配和應(yīng)力核算 滿載主簧撓度： amaCC CfFf ??? kw1 （ ） 滿載極限應(yīng)力： )(m ax dm ff ??? ?? （ ） 于是可得： ???? am am CC CfFf ； cm0 3 ??? fff ma ； F0F0F ??mCFf ； ??? mmm fCF ； 3 6 7FFwF ??? ma FFF ； M P ????? mmm f?? ； M P 1 60 3 2 7FFF ????? aaa f?? ； M P 8 1)( FFFm a xFm a xF ????? daaam ff??? 。 同理可得： ?mf ； R ?a ； 0R ? ； ?mF ； ?a ； ?m? ； M P ?a? ； 鋼板彈簧采用的是 55SiMnVB 材料，表面經(jīng)噴丸處理后，推薦的后主簧 ? ?w?為 450～ 550MPa ，后副簧 ? ?w? 為 220～ 250MPa ； 1F? 、 ? ? M P a5 5 0~4 5 01R ??? 在范圍內(nèi)， 2F? 、 ? ? M P a2 5 0~2 2 02R ??? 在 范 圍內(nèi)， max1F? 、 max2F? 、 max1R? 、 max2R?在 ? ? M P a1000~900m a x ?? 范圍內(nèi)。 由上述計(jì)算結(jié)果可知，滿載平均靜應(yīng)力和極限應(yīng)力都在許用值范圍內(nèi)，故滿足使用條件。 本 章小結(jié) 本章對鋼板彈簧進(jìn)行了系統(tǒng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算，從鋼板彈簧的葉片 形狀到鋼板彈簧的幾何尺寸都進(jìn)行了嚴(yán)格的選取和計(jì)算，鋼板彈簧是本次設(shè)計(jì)比較重要的一部黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 分，所以本章對其研究和探討的也相當(dāng)深入，對每一片鋼板彈簧都進(jìn)行了嚴(yán)格的計(jì)算和把關(guān)，以保證其質(zhì)量。由于本設(shè)計(jì)是主副簧共同參與工作，所以本章也對副簧參加工作的條件，以及祝福簧的工作分配進(jìn)行了計(jì)算。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是以掛車的前橋和懸架為研究對象，分成車橋和懸架兩部分，所設(shè)計(jì)的掛車是全掛車，汽車列車在運(yùn)輸作業(yè)過程中，掛車的全部載荷有掛車承載，掛車的前支 撐位輪軸形式，所以掛車的前橋主要有傳遞車架或承載式車身與車輪之間的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩的作用。掛車懸架是將掛車車架與車軸相連的全套裝置的總稱，其功用是傳遞作用在車輪和車架之間的各種載荷，并減少或消除由不平路面 通過車軸傳給車架的沖擊和振動(dòng)，以改善掛車行駛的平順性。 所設(shè)計(jì)的掛車懸架是主副簧共同工作的形式，當(dāng)裝載質(zhì)量不大只有主簧工作，當(dāng)掛車滿載或裝載質(zhì)量較大時(shí)副簧與主簧共同參加工作。 本次設(shè)計(jì)通過查閱相關(guān)資料，確定了所設(shè)計(jì)的形式，運(yùn)用專業(yè)知識(shí)和資料對本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，總結(jié)出設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行了掛車前橋和 懸架的各部件參數(shù)的選擇和計(jì)算、校核。由于掛車前橋?qū)αW(xué)要求較高，所以對前橋進(jìn)行了 ANSYS分析，以保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。最后通過 CAD 進(jìn)行了圖紙的繪制。