悬架系统的设计计算
悬架系统的设计计算
" ]$ i7 K1 _ x悬架系统设计计算7 w) x( Z* V2 n5 z% F4 U
! h' Z# q3 Z* A
& c' L2 B& T! |# E# T
4 ]' l; D* n: ]9 ^5 d一、状态参数的决定：
+ p* O' j/ t y }
! R7 K8 d$ {0 I1 [
5 x/ G3 ]8 M6 P* M( ~
# j; V3 \: z5 s( c" ?" M/ O1、静挠度fc：满载静止时，悬架上的载荷FW与此时悬架刚度C之比。
|* }# v' o7 P' y4 d z* l: g& I* h/ o8 g' F6 V; Z; M
: }! b2 K- v2 Q+ t( s8 z& q& N0 `8 o3 W2 o- g/ J
首先，选择悬架系统的偏频值，根据《汽车设计》（机械工业出版社P181）推荐值前悬架1.25，并且要求前悬架偏频要小于后悬架的，因此，后悬架偏频值选取1.3。
6 u- h' R. R/ y' E
) S" B* X$ W9 f0 [+ \( F, z& w, a% h3 J7 _- Z3 e% G+ A
' z0 p3 _, [. |7 a
根据《汽车设计》公式： 得出： =16cm =14.8
- F) X7 K/ H: ]4 W& @, ]2 V4 d( Z1 d/ Q8 l# A4 v
' n( i1 @% ?9 D4 L" S/ j9 m
0 ^( A6 l( J; P( [
另外，根据公式 ,其中，FW：悬架上的载荷；C：悬架刚度。则：
# A8 A8 Q0 P9 h& a
: n/ b2 z2 c6 }9 ~/ R1 m# }0 ?, H3 ?. B* j/ G! Z
m2 Y4 a# y3 m) f2、整车设计最大悬载质量参数：FW前=3500Kg； FW后=7500 Kg; z$ t) z0 M$ k" ?: @) f
: `: @* g" K+ [" F: H, T5 A- H5 }; g) x+ `
% K7 J+ z6 F- v! h
N/cm N/cm
; N% T, \- _. T( ^, z( `3 s
$ Y1 T; P. x% b% v8 s; U9 i' G. O1 @3 f; x8 n
( G; I% j7 f: R. _5 S7 ^3、悬架动挠度的选取：根据《汽车设计》推荐值对于客车fd取5-8cm，我们选取fd=8cm。3 s. f! u' L* H/ Z: {0 w
7 G& Y, {4 D* b( ~
5 K7 ?- u& l: v: Z: a3 |
2 x- t: m# z- C# t6 q
二、钢板弹簧状态参数的决定：% G4 W1 D( x! ~( M" e s7 x
3 `: ]2 R F# w' u! R e% A
# X9 x" L: ^/ g
2 K$ }$ p$ ]* z# a0 m) ~1、满载弧高fa:满载弧高是指钢板弹簧装到车轴上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端（不包括卷耳半径）连线间的最大高度差。《汽车设计》推荐值10-20mm，我们选取15mm。
3 @* E, e8 H; H1 x7 N$ @1 ~' s
- h, e( j, }% M" E' w- `9 J F. p0 t* Q/ D9 x
9 y4 k4 g. s! G' n4 _: l; Z# V
2、钢板弹簧长度L的确定：钢板弹簧长度是指弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离。原则上，在总布置可能的条件下尽可能将钢板弹簧取长些《汽车设计》推荐值：前悬架L1=（0.26-0.35）轴距，后悬架L2=（0.35-0.45）轴距。“少林”6780底盘轴距为3800，我们实际选取L1=1400（36.8%），L2=1450（38.2%）4 K# ~* P/ I4 z s+ n, T. p
" b m: V1 x5 J* }/ k
9 W+ ?, c; j& `. @2 `+ F' } X! q
0 s5 C/ w8 H) G* ^/ D, ?. X# i3、钢板断面尺寸及片数的确定：
q- M, W4 f* G7 m( U$ a; B- n; i- n+ `3 X" U; H1 [! \4 H
0 @4 |8 Q; m! ^+ h7 |, W+ B) V7 h) O9 j: X; O/ \1 ?
钢板弹簧的刚度，强度可按照等截面简支梁的计算公式，引入挠度增大系数δ修正。7 a& Z- f7 ~7 B& t' c, A2 `; ]
; E3 |* ?: u! F! G
! d3 n) H* L* d4 Q9 ]3 K: h4 q6 i
+ F9 E% P6 U" X: X6 m① 总惯性矩J0的计算
4 E3 ]6 m: r$ A9 [% u3 Y/ A+ G+ K- P$ p2 `; ]* r
2 h+ G3 T% A% z' @9 S+ X6 E8 }6 p7 g- c: Q. h o8 }3 {4 b
=28991.25（见汽车设计P184）2 m. e1 P& D' l# i0 [4 B' l
|' T! h( k' Y4 [6 n% O
b1 `; k6 U; d; z, G
, N# f3 G0 g: C1 o" z: R9 Y4 T& R/ `k:“U”螺栓夹紧弹簧后无效长度系数（刚性夹紧取k=0.5）
% \, L# v3 i/ D. r, E, f3 G0 G- h w
3 k6 j) p/ y& h; a! ~- ^
( B4 y- k, B# M2 x
δ为挠度增大系数（先确定与主片等长重叠的片数n1,在估计一个总片数n0，求得η=2/3然后用 初定δ。δ=1.081 t, }" @! q5 _4 K! Z$ d% `
$ O8 R& a2 n1 ~; g9 `4 |' K; `( J4 J: V: `
* i( g5 L' ]1 M( i k' e: l6 `
s为“U”性螺栓中心距：96mm
' t; W4 C3 N3 X+ j7 e& F1 C) P0 Z/ w |* H7 J
9 m- G6 A! E$ ~. }
& ~5 b! o |7 U0 U3 V. yE：弹性模量取205800N/mm2$ }. s L7 _8 |6 b7 N
* b- P' \5 G! M+ p! k2 R* x( k1 c0 w; [6 K4 b: \& @
* ~4 i/ ], I& n; m② 钢板弹簧总截面系数W0的计算：' y6 l" @2 A Y0 u# o
+ F3 A( l3 C: g6 C9 J
. k3 Q, a6 Q/ C1 e
3 {- q4 |, q/ L, ] i0 s* t(汽车设计P184)$ D$ a4 K1 p5 g; A% p" u1 l6 N
3 z. S0 ?, a3 C5 j; H9 p- J9 B Y, N6 q& j2 P, @ E
3 w) z- i- C/ |
其中 汽车设计推荐在350-450Mpa选择，我们选择400，带入计算得( H! ~4 A: P5 s4 T
: e2 [) o7 q9 i7 D- Q# X. e
# O, ]0 V( ~4 B0 C: v6 O* w, \# m! ]
9 F* A6 N! q( v- N=1478.75
* N( V: k2 l+ p- m |; W2 Y$ F7 T
! y5 E: j, a- O2 v9 B4 S: m7 e: z8 c/ Q0 v ^& ]* [
! |/ V% n/ ?+ v) {3 ~" x) h
弹簧的平均厚度 =39.2mm& S# S8 r" }, ^: q8 m( {
8 C4 O6 q% f9 I$ Y8 E6 }" R
3 I- Z$ e; q/ G: P! k9 A
1 \ t6 F$ r* O! Z( v三、钢板弹簧在自由状态下的弧高H0和曲率半径R0的计算
) }# e6 Y( e& J1 J& Z% |' I2 J5 Y1 w; C% e, s
/ l5 j, b. z% {3 t& T$ C
$ Z7 m `3 R' X, K% `* tH0=fc+fa+Δf 其中，fc、fa、Δf依次为静挠度、满载弧高和U型螺栓夹紧后引起的弧高变化。
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' A4 b9 b' S/ ~! u" e$ o/ B( [+ o, M5 s& w" m! T
4 k; r0 J. G* l1 K2 r% p& x
Δf= =17.588mm+ o' q4 Z5 O3 ^( U5 W) @1 A
0 ]/ p" H" ?2 D: y5 u6 o
! }4 F/ ~) C; T$ t) v9 g; L+ o4 L5 h; [1 `8 l1 [; X$ x' D0 q
H0=fc+fa+Δf=16+15+17.588=48.588mm
3 x' l" m4 Z0 ^, ^0 |% f8 {% y* H4 r" S4 S8 B
7 J, I- e' ?9 p$ x# s" ~! j
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