第3章 悬架系统的结构与分析
Fk =F0FW
式中F0和FW分别为空载和满载时的悬架的载荷。副簧，主簧的刚度之比为：
ca/cm???1 ，??Fw/F0
式中，ca为副簧的刚度，cm为主簧的刚度。 单个钢板弹簧满载载荷：
FW
=
G2?后桥重?簧重?轮重7650?200?50?48?4g??10?36040N
22满载时 ：Fa?Fm?FW 式中Fa为副簧簧上质量，Fm为主簧簧上质量。 单个钢板弹簧空载载时簧上质量：
F0?G2?后桥重?簧重?轮重2500?200?50?48?4g??10?10290N
22n=1.9hz , m=3604kg,代入公式： n=可得
C=5137N/cm
又??FW/Fo?36040?3.5 10290c/m/2?
ca/cm=??1=0.87 有上面的二式，可联立方程组：
ca?cm?c?5137N/cm （1）
ca/cm=0.87 （2）
由（1），（2）两式可得：
ca=2390N/cm , cm=2747N/cm
副簧起作用后，近似认为变形相同，从副簧开始起作用到满载的变形为fca。 Fk?F0FW=19257.5N 又：
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FW?Fk?fcaCm?fcaCa ，得： fca = (FW?Fk)/(Ca?Cm) =
36040?19257.5
5137 = 3.27 cm
主簧 ：副簧 ：
Fa?fca?Ca?3.27cm?2390N/cm?7815N
Fm?FW?fca?Ca=36040N -7815N=28225N
fFmcm=
C=282252747=10.28cm mfFa7815ca=
C=2390=3.27cma7
第4章 前悬架系统设计
第4章 前悬架系统设计
前悬架由钢板弹簧和减振器组成。
钢板弹簧在汽车上采用纵置对称布置形式，中部用两个U型螺栓固定在前桥上。减振器为液力双作用筒式减振器，减振器在拉伸和压缩过程中，通过复原阀和压缩阀及其相应的节流系统产生阻尼力，从而使钢板弹簧的振动速度衰减以改善汽车的行驶平顺性。减振器通过连接销、上支架、下支架以及橡胶衬套分别与车架和前轴连接。
4.1钢板弹簧的设计计算 4.1.1 初选参数
选择钢板弹簧长度时应考虑到在整车上布置的方便性，因此要与总布置共同协商确定。一般情况下，轿车后簧长度为轴矩的40％—55％，载货汽车前后簧长度分别为轴距的26％—35％和35％—45％。
故前钢板弹簧长度范围：L=1222-1650 mm取L=1410mm
目前国内货车所用的钢板弹簧材料多为Si?Mn钢，如60Si2Mn 、60SiMnA 、55SiMnVB这些材料有较高的弹性极限、屈强比及疲劳强度，而且价格便宜。60Si2Mn 、60SiMnA 弹簧钢适用于厚度在12 mm 以下的钢板弹簧，对于较厚的钢板弹簧可采用淬透性较好的55SiMnVB 弹簧钢。本车型选用的板簧单片厚度小于12 mm，材料为60Si2Mn。为了提高钢板弹簧疲劳寿命，对单片进行喷丸处理，对总成进行塑性预压缩处理。钢板弹簧经强化处理后，受拉表面产生残余压应力层，弹簧受载时，降低了受拉表面的拉应力。经塑性预压缩处理后的弹簧，使用中不易再产生塑性变形。
用的钢板弹簧材料60Si2Mn表面经应力喷丸处理后，弹簧满载静应力σm：前弹簧350～450N/mm2，后弹簧450～550N/mm2；弹簧比应力?： 前、后弹簧比应力4.15～5.15 N/mm3。
可按等截面简支梁的计算公式并引进一个修正系数加以修正，这时弹簧的挠度系数f为
QL3QL3f =??=?? 34Enbh48EI0
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式中：
δ——挠度系数。 δ=1.25～1.42 可按式：δ=1.5∕[1.04 (1+0.5n1∕n ) ]选取，其中n1为与主片等长的重叠片数；
N——总片数； B——板簧宽度； FW——支承载荷； L——板簧长度；
E——材料的杨氏弹性模量，取2.06?105MPa；
——总截面惯性矩，Inbh3I00=12。
设计时希望：6＜b／h＜14 刚度
3C?FW4EnbhSf??L3
?nbh2钢板弹簧总截面系数W06
比应力:
1.5QL???nbh26Ehf??QL3??L2
4Enbh3?=4.5～5.5N/mm2
试取前钢板弹簧：长×宽×高—总片数(主片数)=1410×70×12—9（2）；由上面公式可得：
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第4章 前悬架系统设计
1 挠度系数：??1.30；
2 弯曲应力：??420MPa∈[350 450]； 3 比应力：??5.5N/mm3∈[4.5 5.5 ]； 4 静挠度：f=77.44 mm∈[50 110]； 5 钢板弹簧截面系数: W0?8003.33mm3； 6 刚度：Cs?160.09N/mm； 7 总截面惯性矩:I0?28011.67mm4。 8 总片数为9，片宽70，厚12
4.1.2钢板弹簧各片长度的确定
考虑到弹簧安装的夹紧夹紧修正后的钢板弹簧所需的惯性矩和应满足的强度要求分别为：
?I?????L?ks?3CS48E
Q?L?ks?????
4W0
式中：
s——U型螺栓中心距，mm；
k——考虑U型螺栓夹紧板簧后的无效长度系数，刚性夹紧时k=0.5；挠性夹紧时k=0；
W0——钢板弹簧纵截面系数；
[σ]——许用弯曲应力，对前板簧取[σ]=350——450MPa； 计算得：s∈[0 405] 取s=200mm；
由作图法可求得前钢板弹簧各片长度（圆整后）为：单位mm。
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