課程設計---汽車鋼板彈簧設計

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文檔簡介

1、　　目錄　　汽車鋼板彈簧結構選擇……………………………………………4　　鋼板彈簧結構設計計算……………………………………………5　　初定片數(shù)、截面尺寸………………………………………………7　　按作圖法求各片

2、弦長………………………………………………8　　撓度計算……………………………………………………………8　　鋼板彈簧各片應力計算……………………………………………8　　加預緊力……………………………………………………………9　　鋼板彈簧各片實際弦長的計算…………………………

3、…………13　　在自由狀態(tài)下各片的曲率半徑計算………………………………14　　鋼板在極限工作下的強度驗算……………………………………16　　卷耳和銷的計算……………………………………………………17　　參考文獻……………………………………………………………18</p

4、>　　附表1　　附圖　　汽車設計課程設計題目　　設計題目：汽車鋼板彈簧設計　　主要技術和性能參數(shù)（第二組）

5、　汽車鋼板彈簧簡介　　鋼板彈簧是汽車懸架中應用最廣泛的一種元件。它是由若干片等寬但不等長（厚度可以相等，也可不等），曲率半徑不等的合金彈簧片組合而成的一根近似等強度的彈簧梁。鋼板彈簧的第一片（最長的一片）稱為主片，其兩端彎成卷耳，內裝青銅或塑料、橡膠、粉末冶金制成的村套，以便用彈簧銷與固定在車架上的之家或吊耳作鉸鏈連接。鋼板彈簧主要由主片、副片、彈簧夾、螺栓、套管、螺母等組成

6、。鋼板彈簧的中部一般用U形螺栓固定在車橋上。汽車鋼板彈簧的材料一般用60Si2Mn、55SiMnVB。　　一、汽車鋼板彈簧結構選擇　　選擇斷面形狀　　有矩形，T形，單面有拋物線邊緣，單面有雙槽等斷面形式　　為了提高疲勞強度，選用60S

7、i2Mn材料即最常用的板簧材料為熱軋彈簧扁鋼。　　因為矩形斷面鋼板彈簧的中性軸，在鋼板斷面的堆成位置上。工作時，一面受拉應力、另一面受壓應力作用，而且上、下表面的名義拉應力和壓應力的絕對值相等。故選擇矩形斷面形式。　　2.長度圓整　　圓整為“0”“5”尾數(shù)

8、　　3.葉片端部形狀　　選用矩形：　　4.卷耳、吊耳的結構方案　?、?吊耳 ② 卷耳 ③包耳　　5.材料&l

9、t;/b>　　為了提高疲勞強度，選用60Si2Mn　　E（彈性模量）= MPa　　6.采用等厚度鋼板彈簧　　二、汽車鋼板彈簧設計計算　?。ㄒ唬┏醵ㄆ瑪?shù)、截面尺寸　　1.主片數(shù)=2、總

10、片數(shù)n=8　　2.計算鋼板彈簧平均厚度　　1）轉動慣量　　彈性模量E=2.1xN/　　系數(shù)　　2）撓度增大系數(shù)<

11、;/p>　　3）剛度　　4）=（軸荷—非簧載）/2 N　　滿載軸荷：19344N　　非簧載：mg=420x9.8=4116N　　=(19344-4116)/2=7614N<p&

12、gt;　　滿載靜撓度取fc=90mm　　剛度=84.6N/mm　　5) 無效長度系數(shù)K=0.5　　6）鋼板彈簧靜應力 N/　　許用應力[]=（1.39~1.55）fc+(245~315)　　= （1.39~1.55）90+(245

13、~315) N/　　所以[]的范圍是370.1~454.5 N/，一般 []選取大一些，使??；大，以滿足制動時的要求；故取[]=440 N/　　鋼板彈簧總截面系數(shù) 　　鋼板彈簧作用距離 L(mm)=1300mm　　兩個U型螺栓中心距 S(mm)=110mm</

14、p>　　平均厚度 　　7）計算比應 8) 計算最大應力　　動撓度　　最大應力 　　計算片寬b片厚h

15、;　　片厚 　　圓整 h=10mm　　片寬(矩形斷面)mm　　圓整b=31mm　　按型材GB12222-84選b=65mm</p&

16、gt;　　校核 b/h=6.5 　　b/h在范圍內，故合適。　　粗校固有頻率 Hz 　　N/mm　　mm　　N=1.68255H

17、z　　按作圖法確定各片的弦長　　4)求各片的弦長L　　n=8，　　四、橈度計算　　1、鋼板彈簧剛度的計算（列表）。見

18、附表1頁　　鋼板彈簧總成剛度 N/mm　　1)、剛度差=65.6552%　　2)、鋼板彈簧總成抗度 mm （）　　3)、鋼板彈簧的固有頻率N（Hz）===2.73017（Hz）　　N在1.3—2.3Hz之間。

19、　　鋼板彈簧各片應力的計算　　列表計算，見附表1頁　　加預緊力　　主片（一、二）加負的預緊力　　在-（80~-150）N/mm　　2、其他各片加正的預緊力</p&g

20、t;　　在20~60N/mm范圍之內，基本相等，且壽命相當。　　3、要求任一截面中預應力造成的彎矩和等于零　　即=0　　七、鋼板彈簧各片實際長度的計算（即計算弧長的各片曲率半徑R）　　1）、主片

21、1　?、佟M載是弧高f=f+(i-1)h mm=40mm　?、?、弦長L=1350　?、?、計算弦長mm　?、?、曲率半徑

22、　?、荨A角　?、蕖⒒￠LL=2R=2 0.1234 5260.7=1298.29mm　?、?、實際弧長mm　　2）、主片2　?、?、滿載時弧高</b&g

23、t;　?、?、弧長　?、?、計算弦長　?、堋⑶拾霃?lt;/b>　?、?、夾角

24、;　?、?、弧長mm 　?、?、實際弧長mm　　3）、片3　?、?、滿載時弧高　?、?、弧長</p&g

25、t;　?、?、計算弧長　?、?、曲率半徑　?、?、夾角　　⑥、弧長　?、?、實際長度&l

26、t;/b>　　4）片4　　①、滿載時弧高　?、?、弧長　?、邸⒂嬎慊￠L&l

27、t;b>　?、堋⑶拾霃?lt;/b>　?、荨A角　?、?、弧長　　⑦、實際弧長　　5）、片5</p&g

28、t;　?、佟M載是弧高　?、?、弦長　?、邸⒂嬎阆议L　?、堋⑶拾霃?lt;/b>　?、?、夾角&

29、lt;/b>　?、?、弧長　?、?、實際弧長　　6）、片6　?、佟M載時弧高

30、　　②、弦長　?、?、計算弦長　?、?、曲率半徑　?、?、夾角　?、?、弧長 L=2R=2 0.597 520.313=6

31、21.251mm　?、?、實際弧長 L= L+K=621.251+0.5 110=676.251mm　　7）、片7　　①、滿載是弧高　?、?、弦長</p&g

32、t;　?、?、計算弦長　?、?、曲率半徑　?、?、夾角　　⑥、弧長　　⑦、實際弧長&l

33、t;/b>　　8）、片8　?、?、滿載是弧高　?、?、弦長　?、邸⒂嬎阆议L&

34、lt;b>　　④、曲率半徑　?、?、夾角　?、?、弧長　?、?、實際弧長　　2. 主片1</p

35、>　　卷耳內徑 D=35mm　　卷耳長度L = （D+h） =3.14 (35+10) =123.7163 mm　　滑動處延伸度 L = 50mm　　3. 主片 2　　包耳長度 L= (27.5+h

36、) +12=3.14 (2.75+10) +12=188.7375 mm　　側鉤彎曲半徑 R= 15mm　　側鉤長度 L =(R+)/2 +25 =56.42 mm　　各片總成伸直長度　　=

37、　　L =1350+123.7163+40=1513.72mm　　L =1350mm　　L =1170mm　　L =990mm<

38、p>　　L = 820mm　　L =640mm　　L =460mm　　L = 280mm　　八、鋼板彈簧總成在自由

39、狀態(tài)下各片的曲率半徑R 　　1 未夾緊”U”型螺栓的m空載弧高F=f+f+　　動攏度f=63　　預壓縮產生的塑性變形 　　= (0.055— 0.075)(f+f)=0.075(100+63)=8.965mm&

40、lt;p>　　F=100+ 50+8.965=158.965mm　?、?型螺栓夾緊時對弧高的影響H　　H= =17.71233mm　　2.求自由狀態(tài)下的總弧高F　　F=F+H=158.965+17.71233=176.6773mm<p

41、>　　3.求主片的曲率半徑R　　由公式 　　F（R）=0 (計算到小數(shù)點后5位)　　1）設R=1500 R=2000；　　則F（R）= -0.01775<0 ；F(R)=-0.034070　　2）令R=（

42、R+R）/2=1750；則F(R)=-0.027130　　3）R= (+ R)/2=1625；則F(R)=-0.023280　　4）R=( R+ R)/2=1687.5；則F（R）=-0.025380　　5）R=( +R)/2=1656.25；則F(R)=-0.024370<

43、p>　　6）R=( + R)/2=1640.625；則F(R)=-0.023480　　7）R=( + R)/2=1632.81；則F()=-0.023560　　8）R=( + R)/2=1636.719；則F()=-0.023700　　則裝配后的曲率半徑R01=(Rx8+Rx11)/2=1632.8m

44、m4.基于各片的曲率半徑R為R的同心圓　　即R= R+（i-1）h(mm)　　R=1633.29 R=1643.29　　R=1653.29 R=1663.29　　R=1673.29 R=1683.29

45、　　R=1693.29 R=1703.29　　九、鋼板彈簧各片在自由狀態(tài)下的曲率半徑計算　　1．求各片的曲率半徑R　　公式：R=R/(1+2/Ehi)(mm)　　R=1934.149758 R=1593.41<

46、/p>　　R=1602.82 R=1612.21　　R=1621.6 R=1630.996　　=1693.29 =1703.29　　2 做弧高驗算

47、　　分配后的總成的曲率半徑為R 由最小勢能原理可知　　1/ R =（IL/R）/( IL)　　I : 第i片的慣性矩=bh/12　　L: 第i片的的長度　　R: 第i片自由狀態(tài)下的曲率半徑　　各片厚度相等則

48、 1/R=( L/R)/ L =1671.65　　弧高的比較　　F與F= F+F++H進行比較　　F-F=130.495-176.677=-46.182mm　　( F-F)/ F*100 =-46.182/176.677 ×

49、 100%=-26.139%　　3.求各片在自由狀態(tài)下的弧高F　　L=(L-K/2)mm　　L=647.5 L=647.5　　L=557.5 L=467.5

50、L=382.5 L=292.5　　L=202.5 L=112.5　　則有　　F=111.602 F=137.49　　F=100.08

51、 F=69.2696　　F=45.757 F=26.4426　　=12.152 =3.7193　　4.給出產品的出廠檢驗標準　　空載時(p=0) F=F=130.4952mm

52、　　載荷 P=2000N時， 　　在載荷P下產生的動撓度　　C=268.3985　　F=F-Fc1=123.044 　　鋼板總成在極限工作下的強度計算　　1，緊急制動時，前鋼棒彈簧承受的載荷最大，在

53、他們后半段出現(xiàn)最大應力 　　C：滿載時彈簧固定點道路面的距離C=600mm　　l1、l2彈簧前、后段長度：l1=l2=L/2=675mm　　:作用在前軸上的靜載荷的一半（N）= 　?。轰摪鍙椈煽偨孛嫦禂?shù)　　：考慮KS處斷面。

54、（L*b*h*h1）　　取140*45*10*6 （根據(jù)b；h；取）　　=9197.5　　通過不平路面　　k=（fc+fd）/fc=1.006834　　=

55、340.568≤900~ 1000N/m㎡　　十一、卷耳和銷的檢驗　　1，卷耳的檢驗：由彎曲應力和拉應力合成的。　?。ㄈ〈蟮陌踩禂?shù)）　　Fx：沿彈簧縱向作用在卷耳中心線上的力，N。　　Fx=

56、G1φm1′=9679.005　　D：卷耳內徑：35mm　　2，銷的驗算　　彈簧銷的直徑d按鋼板彈簧受靜載荷時的擠壓應力驗算　　其中 d為銷的直徑為30mm　　b卷耳處葉片寬為65mm。Fs鋼

57、板彈簧端部載荷，N。　　20號鋼或20Cr鋼滲碳處理，取7~9N/m㎡。　　∴d≥Fs/b/［σ］=30.38934　　參考文獻　　1.《汽車設計》吉林大學王望予　　2.《汽車構造》吉

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