板簧設(shè)計(jì)教材.doc

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1、汽車鋼板彈簧設(shè)計(jì)第一節(jié)懸架的定義、功能及其組成懸架是現(xiàn)代汽車上的主要總成之一，它能夠把車架（車身）與車軸（車輪）彈性的連接起來(lái)，其主要任務(wù)是傳遞作用在與車架和車輪之間的一切力和力矩，并且緩和由于路面不平而傳給車身的沖擊載荷，衰減由于沖擊載荷引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，保證汽車的正常行駛。懸架通常由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及減振裝置組成。彈性元件主要有：鋼板彈簧，螺旋彈簧，橡膠彈簧，空氣彈簧及油氣彈簧等。在長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程中，由于鋼板彈簧具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本較低，占用空間小，維修方便等一系列特點(diǎn)，因此目前在世界各國(guó)仍都在大量的采用鋼板彈簧。第二節(jié)．鋼板彈簧的種類一、按力學(xué)性能特點(diǎn)分：分為等剛度、兩

2、極剛度復(fù)式鋼板彈簧、漸變剛度鋼板彈簧。二、按截面形狀分：分為等截面板簧和變截面板簧第三節(jié)．鋼板彈簧的截面形狀目前國(guó)內(nèi)鋼板彈簧的截面形狀有：a矩形截面b單面雙槽截面c帶凸肋的截面彈簧在設(shè)計(jì)成不對(duì)稱形狀，目的是把斷面的中性軸移近受拉表面，減少?gòu)椈傻睦瓚?yīng)力。此種材料也存在缺點(diǎn)（1）槽內(nèi)容易儲(chǔ)存泥沙加劇表面腐蝕。21（1）軋制后在溝槽的對(duì)應(yīng)拉面上，表面質(zhì)量較差，雙槽的比單槽的更嚴(yán)重。這種表面缺陷成為疲勞起源點(diǎn)。注：在鋼板彈簧的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)優(yōu)先選擇GB1222-84《彈簧鋼》所規(guī)定的規(guī)格。第四節(jié)．鋼板彈簧的主要元件結(jié)構(gòu)一、第一片卷耳形式鋼板彈簧的卷耳形式一般有3種結(jié)構(gòu)，上卷耳、下卷耳和平卷耳（

3、柏林耳）。上卷耳使用的比較多，采用下卷耳主要是為了協(xié)調(diào)鋼板彈簧與轉(zhuǎn)向系的運(yùn)動(dòng)，下卷耳在載荷作用下容易張開(kāi)。平卷耳可以減少卷耳的應(yīng)力，因?yàn)榭v向力作用方向和彈簧主片斷面的中心線重合，對(duì)于不能增加主片厚度但又要保證主片卷耳強(qiáng)度的彈簧多采用平卷耳。但是平卷耳制造上比上述兩種卷耳復(fù)雜，一般轎車多采用平卷耳或下卷耳。二、第二片包耳21汽車在使用條件惡劣的情況下，需要采用加強(qiáng)卷耳的措施。常見(jiàn)的是將第二片作成包耳形式以保護(hù)主片。輕型車與箱式客車多采用1/4包耳，而大型載貨汽車和大型客車多采用3/4包耳或裝配式包耳。二、鋼板彈簧的中心螺栓中心螺栓的作用除了夾緊各片彈簧外又是安裝鋼板彈簧的定位銷。中心螺

4、栓在U型螺栓松動(dòng)時(shí)易被剪斷，因此應(yīng)有一定的強(qiáng)度。由于中心螺栓直徑大小將影響彈簧斷面強(qiáng)度，因此直徑不宜選的過(guò)大，一般與簧片厚度相等。下表是推薦中心螺栓尺寸?；善瘢?7~99~1111~1313~16中心螺栓直徑810121416三、板簧夾箍板簧夾箍除了防止彈簧各片橫向錯(cuò)位之外，還能在彈簧回彈時(shí)將力傳遞給其它片，減少主片應(yīng)力。四、板簧襯套鋼板彈簧襯套分為金屬與非金屬，金屬襯套一般為鋼銅合金、粉末冶金與60號(hào)鋼，金屬襯套要有良好的潤(rùn)滑，否則磨損加劇甚至燒結(jié)。使用后往往伴有彈簧銷的磨損，以至兩種零件都要更換。21有些軍用車采用螺紋結(jié)構(gòu)襯套，即用螺栓式的彈簧銷和螺孔式的襯套相配，這種結(jié)構(gòu)能傳

5、遞側(cè)向力，使卷耳不必與支架接觸，消除這部分的磨損，而且可以在側(cè)面采用密封裝置保證良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，避免泥水滲入。非金屬襯套分為塑料和橡膠兩類。塑料襯套有自潤(rùn)滑性質(zhì)，對(duì)潤(rùn)滑的要求較低，而且對(duì)保護(hù)彈簧銷有利。在正常使用條件下不會(huì)引起磨損。我國(guó)目前多使用聚甲醛或尼龍襯套。橡膠襯套不存在磨損，無(wú)須潤(rùn)滑保養(yǎng)且有吸收高頻振動(dòng)的功能。橡膠襯套必須有足夠的厚度，才不會(huì)在扭轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生過(guò)大剪切應(yīng)力，這樣使卷耳孔徑過(guò)大降低卷耳的強(qiáng)度。其次橡膠的老化、開(kāi)裂與脫膠引起磨損加快。由于以上原因只在小型客車和小型載重汽車上使用。第五節(jié)．板簧對(duì)汽車行駛平順性影響較好的行駛平順性，不僅能保證駕乘人員的舒適和保證運(yùn)載貨物的穩(wěn)

6、定，而且還能提高汽車的運(yùn)輸速度，減少燃料消耗，延長(zhǎng)零件使用壽命和提高零件的工作可靠性。汽車行駛平順性的評(píng)價(jià)法，通常根據(jù)人體對(duì)振動(dòng)的生理反映及對(duì)保持貨物完整性的影響來(lái)確定。通常用表征振動(dòng)的物理量，如頻率，振幅，加速度及加速度變化率等做為行駛平順性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。目前常用汽車車身的振動(dòng)固有頻率和振動(dòng)加速度兩個(gè)主要指標(biāo)評(píng)價(jià)汽車的行駛平順性。根據(jù)試驗(yàn)得出結(jié)論：車身振動(dòng)的固有頻率為人體所習(xí)慣的步行時(shí)身體上下運(yùn)動(dòng)的頻率，平順性較好，約為60～85次/分（1HZ~1.6HZ）振動(dòng)加速度的極限允許值為（0.3～0.4）g。21從貨物的穩(wěn)定性而言，當(dāng)振動(dòng)加速度達(dá)到1g時(shí)，則在車箱內(nèi)未固定的貨就會(huì)離開(kāi)車箱，

7、因此振動(dòng)加速度不應(yīng)超出（0.6～0.7）g。正確的選擇前后懸架的頻率，可減輕車身的縱向角振動(dòng)。在選擇前后懸架的振動(dòng)頻率時(shí)，應(yīng)使前后懸架的振動(dòng)頻率盡量接近，或使后懸架的振動(dòng)頻率略高于前懸架的振動(dòng)頻率。第六節(jié)．鋼板彈簧設(shè)計(jì)鋼板彈簧設(shè)計(jì)的根本任務(wù)是，根據(jù)整車布置或懸架系統(tǒng)的要求和給定的參數(shù)，正確的設(shè)計(jì)出鋼板彈簧的規(guī)格尺寸（最好能采用標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的常用材料規(guī)格）,并計(jì)算出有關(guān)參數(shù)指標(biāo)。一．確定設(shè)計(jì)的原始依據(jù)：根據(jù)整車總布置及懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，首先要給鋼板彈簧設(shè)計(jì)者提