四川理工学院毕业设计
k=0.5 S=200mm
??w?=500 N/mm2.
将上面数据代入公式,得:
W0=21.9×10mm3
3
再计算主簧平均厚度:
(L?kS)2???w?=12mm hp?2J0/W0?6Efcm有了hp以后,再选钢板弹簧的片宽b。推荐片宽和片厚的比值在6~10范围内选取。
b = 75mm 对于副簧: L=1180mm k=0.5 S=200mm n1?1 n0?5 ??
1 5
1?? ??1.5/?1.04?(1?0.5?)??1.31
5?? E=2.1?105N/mm2 将上述数据代入公式,得
J0?40?104mm4 计算副簧总截面系数W0:
W0??FW(L?kS)?/4??W?
Fw=Fa=7815N
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第5章 后悬架系统设计
L=1180mm k=0.5 S=200mm
??w?=245 N/mm2.
将上面数据代入,得:
W0=8.6×10mm3
3
再计算副簧平均厚度:
(L?kS)2???w?=10mm hp?2J0/W0?6Efca b = 70mm 5.2.3.2钢板弹簧片厚h的选取
本设计主簧和副簧均采用等厚片,片厚分别为12mm、10mm。
通过查手册可得钢板截面尺寸b和h符合国产型材规格尺寸。 5.2.3.3钢板断截面形状的选择 本设计选取矩形截面。 5.2.3.4钢板弹簧片数的选择
片数n少些有利于制造和装配,并可以降低片与片之间的干摩擦,改善汽车的行驶平顺性。但片数少了将使钢板弹簧与等强度梁的差别增大,材料的利用率变坏。多片钢板弹簧一般片数在6~14片之间选取,重型货车可达20片。用变截面少片弹簧时,片数在1~4选取。
根据货车的载荷并结合国内外资料初步选取本货车主簧的片数为10片,副簧的片数为5片。
5.3 钢板弹簧各片长度的确定
先将各片的厚度hi的立方值hi按同一比例尺沿纵坐标绘制在图上,再沿横坐标量出主片长度的一半L/2和U型螺栓中心距的一半s/2,得到A,B两点,连接A,B两点就得到三角形的钢板弹簧展开图。AB线与各片上侧边的交点即为各片的长度。如果存在与主片等长的重叠片,就从B点到最后一个重叠片的上侧边断点连一直线,此直线与各片上侧边的交点即为各片长度。各片实,际长度尺寸需经圆整后确定。由图5-1确定主簧各片长度:
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图5-1确定主簧各片长度图
主簧各片钢板的长度如表5-1:
表5-1 主簧各片钢板的长度 序号 1 2 1650 3 4 5 6 7 8 9 869.4 长度(mm) 1650 序号 10 1538.4 1427 1315.4 1204 1092.4 980.8 长度(mm) 757.8 由图5-2确定副簧各片长度;
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第5章 后悬架系统设计
图5-2 确定副簧各片长度图
主簧各片钢板的长度如表5-2:
表5-2 副簧各片钢板的长度 序号 1 2 1022 3 967 4 885 5 802 长度(mm) 1180 5.4钢板弹簧刚度的验算
在此之前,有关挠度增大系数?,总惯性矩J0,片长和叶片端部的形状都不够准确,所以有必要验算刚度。用共同曲率法计算刚度,刚度的验算公式为:
?n?3C=6?E/??ak?1(YK?YK?1)?
?i?1?其中,ak?1?(l1?lk?1) ;YK?1/?Ji ;YK?1?1/?Ji。
i?1i?1kk?1式中,?为经验修正系数,取0.90~0.94,E为材料弹性模量;l1, lk?1为主片和第(k+1)片的一般长度。
公式中主片的一半l1,如果用中心螺栓到卷耳中心间的距离代入,求的刚度值为钢板弹簧总成自由刚度cj;如果用有效长度,即l1?(l1?0.5kS)代入上式,求得的刚度值为钢板弹簧总成的夹紧刚度cz。 主簧刚度的验算:
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K 1 2 5.58 9 44.61 3 11.15 10 50.18 4 16.73 5 22.3 6 27.88 7 33.46 ak?1=l1?lk?1(cm) 0 K 8 ak?1=l1?lk?1(cm) 39.03 kbh3n,n — 弹簧片数,J0 — 梯形单由公式YK?1/?Ji(mm),得:(J0?12i?1-4
片弹簧在根部的惯性矩, mm4) Y1=6.3×10
-5
Y2=3.15×10 Y3=2.1×10 Y4=1.578×10
-5
-5
-5
-5-5-5
Y5=1.26×10 Y6=1.05×10Y9=0.7×10
-5
-5
Y7=0.9×10 Y8=0.789×10
-5
Y10=0.63×10
将上述数据代入公式,得总成自由刚度Cjm: Cjm =2821N/cm
将上述数据代入公式有效长度,即l1?l1?0.5ks,代入到公式所求得的是钢板弹簧总成的夹紧刚度Czm
Czm=2844N/cm
与设计值cm=2747N/cm相差不大,基本满足主簧刚度要求。 副簧刚度的验算:
'k 1 2 196 -43 294 4 392 ak?1=l1?lk?1 98 由公式Y'K?1/?J'i(mm),得: i?1kY1=1.1×10
-4
Y2=0.55×10 Y3=0.37×10 Y4=0.275×10
-4-4-4
Y5=0.22×10
将上述数据代入公式,得总成自由刚度Cja:
Cja=2504N/cm
-4
如果用有效长度,即l1?l1?0.5kS,代入公式所求得的是钢板弹簧总成的夹紧刚度Cza
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