【正文】 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。 在確定各片預(yù)應(yīng)力時(shí)，理論上應(yīng)滿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。 1～4 片長片疊加負(fù)的預(yù)應(yīng)力，短片疊加正的預(yù)應(yīng)力。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。 2 39。 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。 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。 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：長度為 1200mm，寬度為 100mm，厚度為 12mm，片數(shù)為 5片，剛度 C1=，1 493MPa?? ? 。 主簧鋼板彈簧的剛度驗(yàn)算 有效長度為： 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。 （ 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，部分長度的彈簧不起彈性作用，所以要將這部分無效 長度減去。 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???? 。由圖 71確定主簧各片長度： 圖 71 確定主簧各片長度圖 主簧各片鋼板的長度如表 71： 表 71 主簧各片鋼板的長度 序號 1 2 3 4 5 長度（ mm） 1200 920 650 380 120 由副簧各片長度如表 72： 表 72 副簧各片鋼板的長 度 序號 1 2 3 4 長度（ 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、片長和端部形狀的確定都不夠準(zhǔn)確，所以有必要驗(yàn)證精度。如果存在與主片等長的重疊片 ，就從 B點(diǎn)到最后一個重疊片的上 側(cè)邊斷點(diǎn)連一直線，此直線與各片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長度。 鋼板彈簧各片長度的確定 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圖。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。 （ 3）鋼板斷截面形狀的選擇： 本設(shè)計(jì)選取矩形截面。 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。推薦片寬和片厚的比值在 6～ 10 范圍內(nèi)選取。 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。 對于主簧： 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。 ? —— 為撓度增大系數(shù)。因此，可根據(jù)修正后的簡支梁公式計(jì)算鋼板彈簧所需的總慣性距 0J 。轎車 L=(～ ) 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 軸距；貨車前懸架： L=(～ )軸距，后懸架： L=(～ )軸距。簧下部分荷重 2 100ZG kg? ，由此可計(jì)算出單個鋼板彈簧的載荷： 22 2 4 7 0 1 0 0 9 . 8 1 1 6 1 322ZW GGF g N? ?? ? ? ? （ 71） 由前面選定的參數(shù)知： cmfd ? 滿載弧高 ： 滿載弧高 af 是指鋼板彈簧裝到車軸上，汽車滿載時(shí)鋼板彈簧主片上表面與兩端連線間的高度差。 表 7117鋼板彈簧許用應(yīng)力 載重汽車的前板簧許用彎曲應(yīng)力 M Pap 441~343?? ； 載重汽車的后板簧許用彎曲應(yīng)力 M Pap 490~441?? 。起重運(yùn)輸件縱置鋼板彈簧有對稱和不對稱之分，因大多數(shù)汽車采用對稱式鋼板彈簧所以我選用了對稱式鋼板彈簧。貨車車身側(cè)傾角不超過 ?6 ~ ?7 。它對簧上質(zhì)量的側(cè)傾角有影響。 單個鋼板彈簧空載載時(shí)簧上質(zhì)量： 20 1 0 0 8 5 0 1 0 0 9 . 8 3 6 7 522mF g N??? ? ? ? 將 n= , m=1185kg,代入公式： n= ?2//mc （ 78） 可得 C=1687N/cm 因?yàn)? ： 11613/ 3 .1 63675WF F o? ? ? ? （ 69） ma cc/ = 1?? = （ 610） 由 上面的二式，可聯(lián)立方程組： 1687 /amc c c N cm? ? ? （ 611） ma cc/ = （ 612） 由兩式可得： ac =740N/cm , mc =947N/cm 副簧起作用后，近似認(rèn)為變形相同，從副簧開始起作用到滿載的變形為 caf 。根據(jù)同類車型類比，后懸架的非簧載質(zhì)量為 100kg。副簧，主簧的剛度之比為： 1/ ?? ?ma cc ， 0/FFw?? （ 65） 式中， ac 為副簧的剛度， mc 為主簧的剛度。于是可求 kF = WFF0 。由于貨經(jīng)常處于滿載狀態(tài)，采用如下方法來確定。 懸架主，副簧剛度的分配 圖 65 貨車主、副簧為鋼板彈簧結(jié)構(gòu)的彈性特性 如何確定 副簧開始參加工作的載荷 kF 和主，副簧之間剛度的分配，受懸架的彈性特性和主，副簧上載荷分配的影響，原則上要求車身從空載到滿載時(shí)的振動頻率變化要小，以保證汽車有良好的平順性，還要求副簧參加工作前后的懸架振動頻率不大。對于空載與滿載時(shí)簧上質(zhì)量變化大的貨車和客車，為了減少振動頻率和車身高度的變化，應(yīng)當(dāng)選用剛度可變的非線性懸架。其切線的斜率是懸架的剛度。通常貨車的動撓度的選擇范圍在 6～ 9cm.。貨車的車身的固有頻率 n,可用下式來表示： n= ?2//mc （ 62） 山東科技大學(xué)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Ⅰ 式中， c 為懸架的剛度（ N/m） ,m 為懸架的簧上質(zhì)量（ kg） 又靜撓度可表示為： cmgfc /? （ 63） g：重力加速度（ ） ,代入上式得到： n=5/ cf （ 64） 分析上式可知：懸架的靜撓度直接影響車身的振動頻率，因此欲保證汽車有良好的行駛平順性，就必須正確選擇懸架的靜撓度。 懸架主要參數(shù)的確定 設(shè)計(jì)的主要數(shù)據(jù) : 載質(zhì)量： 1700kg 整備量： 2100kg 空車時(shí)：前軸負(fù)荷： 850kg 后軸負(fù)荷： 850kg 滿載時(shí)：前軸負(fù)荷： 1330kg 后軸負(fù)荷： 2470kg 軸 距： 2700 mm 前 輪 距 ： 1240 mm 后 輪 距： 1360 mm 懸架的靜撓度 cf 懸架的靜擾度 cf 是指汽車滿載靜止時(shí)懸架上的載荷 fc 與此時(shí)懸架剛度 c 之比，即 cFf wc /? （ 61） 貨車的懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性的主要參數(shù)之一。 由于伸張閥彈簧的剛度和預(yù)緊力設(shè)計(jì)