為 110 微型汽車設(shè)計(jì)后鋼板彈簧懸架

1、第二題：為 110 微型汽車設(shè)計(jì)后鋼板彈簧懸架一、確定鋼板彈簧葉片斷面尺寸、片數(shù)有關(guān)鋼板彈簧的剛度、強(qiáng)度等，可按等截面簡支梁的計(jì)算公式計(jì)算，但需引入撓度增大系數(shù)加以修正。因此，可根據(jù)修正后的簡支梁公式計(jì)算鋼板彈簧所需要的總慣性矩。對于對稱鋼板彈簧式中，為形螺栓中心距；為考慮形螺栓夾緊彈簧后的無效長度系數(shù)（剛性夾緊：取，撓性夾緊：?。?；為鋼板彈簧垂直剛度，；為撓度增大系數(shù)（先確定與主片等長的重疊片數(shù)，再估計(jì)一個總片數(shù)，求得，然后用初定）；為材料的彈性模量。取值計(jì)算：題目已知騎馬螺栓中心距取剛性夾緊時的無效長度系數(shù)題目已知滿載時偏頻，取，根據(jù)公式，可得靜撓度；后鋼板彈簧載荷；故后鋼板彈簧垂直剛度確

2、定與主片等長重疊片數(shù)，估計(jì)總片數(shù)（多片鋼板彈簧一般片數(shù)在片之間選?。瑒t，撓度增大系數(shù)取彈性模量題目已知鋼板彈簧長度，取帶入可求得：鋼板彈簧總截面系數(shù)：式中，為許用彎曲應(yīng)力。對于或等材料，表面經(jīng)噴丸處理后，推薦選取范圍：后主簧，取，可求得鋼板彈簧平均厚度；推薦片寬與片厚的比值在范圍選取，取；故片厚，取，按規(guī)格取綜上可得：片寬，片厚，片數(shù)二、確定鋼板彈簧各片長度（按比例作圖）作圖步驟：1、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；2、再沿橫坐標(biāo)量出主片長度的一半和形螺栓中心距的一半，得到兩點(diǎn)；3、因存在與主片等長的重疊片，就從點(diǎn)到最后一個重疊片的上側(cè)邊端點(diǎn)連一直線，此直線與各片的上側(cè)邊

3、交點(diǎn)即為各片長度。圖1 各片彈簧長度各片實(shí)際長度尺寸需經(jīng)圓整后確定。表1 各片彈簧實(shí)際長度（單位）序列號單邊取整圓整雙邊15255255251050252552552510503470.564714759504416.114174208405361.673623657306307.223083106207252.782532555108198.331992004009143.891441452901089.449090180三、計(jì)算鋼板彈簧總成剛度在此之前，有關(guān)撓度增大系數(shù)、慣性矩、片長等的確定都不夠準(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

4、所承受的彎矩正比于其慣性矩，同時該截面上各片的彎矩和等于外力所引起的彎矩。剛度驗(yàn)算公式為其中 式中，為經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)，取彈性模量為主片和第片的一半長度當(dāng)帶入數(shù)據(jù)可得：故四、計(jì)算鋼板彈簧各片應(yīng)力（1）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高鋼板彈簧各片裝配后，在預(yù)壓縮和形螺栓夾緊前，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，稱為鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高，用下式計(jì)算式中，為靜撓度；為滿載弧高；為鋼板彈簧總成用形螺栓夾緊后引起的弧高變化，；為形螺栓中心距；為鋼板彈簧主片長度。鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑取值計(jì)算：考慮到鋼板彈簧塑性變形的影響和為了在車架高度已限定時能得到足夠的動撓度值

5、，常取，取故（2）鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下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(如圖2)，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。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貼緊，減少主片工作應(yīng)力，使各片壽命接近。圖2 鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下的曲率半徑矩形斷面鋼板彈簧裝配前各片曲率半徑由下式確定式中，為第片彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑；為鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑；為各片彈簧預(yù)應(yīng)力；為材料彈性模量，??；為第片的彈簧厚度。在已知鋼板彈簧總成自由狀態(tài)下曲率半徑和各片彈簧預(yù)應(yīng)力條件下，可以用上式計(jì)算各片彈簧自由狀態(tài)下曲率半徑

6、。選取各片彈簧預(yù)應(yīng)力時，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合；為保證主片及與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，可分為下列兩種情況：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；對于片厚不相同的鋼板彈簧，厚片預(yù)應(yīng)力可取大些。推薦主片在根部的工作應(yīng)力與預(yù)應(yīng)力疊加后的合成應(yīng)力在內(nèi)選取。片長片疊加負(fù)的預(yù)應(yīng)力，短片疊加正的預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力從長片到短片由負(fù)值逐漸增至正值。在確定各片預(yù)應(yīng)力時，理論上應(yīng)滿足各片彈簧在根部處預(yù)應(yīng)力所造成的彎矩之代數(shù)和等于零，即或 如果第片的片長為片，則第片彈簧的弧高為取值計(jì)算：各片預(yù)應(yīng)力： 得： 同理： 則： （3）鋼板彈簧總成弧高的核算由于鋼板彈簧各片在自由狀態(tài)下的曲率半徑是經(jīng)選取預(yù)應(yīng)力后用式 計(jì)算，受其影響，裝配后鋼板彈簧總成自由狀態(tài)下的弧高與用計(jì)算的結(jié)果會不同。因此