钢板弹簧说明书

燕山大学课程设计说明书题目：长安单排微货SC1011后悬架设计学院（系）：车辆与能源学院年级专业：11级车辆工程(3)班学号：110110050021学生姓名：张贺帅指导教师：梁晨唐先智教师职称：副教授燕山大学课程设计说明书-2-燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语：成绩：指导教师：年月日答辩小组评语：成绩：评阅人：年月日课程设计总成绩：答辩小组成员签字：年月日燕山大学课程设计说明书-3-目录摘要..................................................................................................................................-2-1、钢板弹簧主要参数确定............................................................................................-2-1.1长安单排微货SC1011设计技术参数....................................错误!未定义书签。1.2选择悬架主要参数：nc、fc、Cs、.n0、f0.........................错误!未定义书签。1.3确定板簧总长L，满载静止弧高Ha，动挠度fd.................错误!未定义书签。1.4选择板簧片数及断面参数......................................................错误!未定义书签。1.5板簧的应力校核......................................................................错误!未定义书签。1.6各片长度的确定......................................................................错误!未定义书签。1.7板簧的刚度验算......................................................................错误!未定义书签。1.8各片应力计算..........................................................................错误!未定义书签。1.9预应力及其选择......................................................................错误!未定义书签。1.10板簧总成自由状态下的弧高及曲率半径计算.....................错误!未定义书签。1.11各片在自由状态下的曲率半径及弧高计算.........................错误!未定义书签。1.12板簧的动应力和最大应力....................................................错误!未定义书签。1.13板簧的强度验算....................................................................错误!未定义书签。2、附件选取..........................................................................................错误!未定义书签。2.1减震器......................................................................................错误!未定义书签。2.2U形螺栓...................................................................................错误!未定义书签。2.3U型螺栓上的螺母...................................................................错误!未定义书签。2.4中心螺栓..................................................................................错误!未定义书签。2.5弹簧卡处的铆钉和螺栓..........................................................错误!未定义书签。2.6卷耳处的销及套筒..................................................................错误!未定义书签。3、参考文献..................................................................................................................-22-致谢..............................................................................................................................-22-摘要中国汽车工业经过60年的发展,特别是改革开放以后,世界各国的汽车企业纷纷进入中国市场,才步入了真正的竞争时代。中国汽车工业已经发展成为一个种类比较齐全、生产能力不断增长、产品水平日益提高的汽车工业体系。质量、技术、服务、价格成为各个零部件供应商竞争的关键因素。悬架是现代汽车上的主要总成之一,它能够把车架(车身)与车轴(车轮)弹性的连接起来,其主要任务是传递作用在与车架和车轮之间的一切力和力矩,并且缓和由于路面不平而传给车身的冲击载荷,衰减由于冲击载荷引起的承载系统的振动,保证汽车的悬架通常由弹性元件、导向机构及减振装置组成。弹性元件主要有钢板弹簧,螺旋弹簧,橡胶弹簧,空气弹簧及油气弹簧等。板簧在汽车行驶过程中,除了承受车厢及载物的重量(静载荷)外,还要承受因路面不平所引起的冲击载荷,并因此造成单向循环弯曲应力。板簧的主要失效方式是疲劳断裂和产生永久性塑性变形。影响板簧使用寿命的除了设计、安装、润滑和使用等因素外,更重要的是板簧本身的热处理质量和表面质量。要保证和提高热处理质量,必须加强质量管理,完善质量管理体系。提高产品质量已成为我国经济发展的一个战略问题,是企业竞争的主要手段。本文对长安单排微货SC1011后悬架进行设计。从而引出汽车钢板弹簧的分类和主要零件以及材质的选择及钢板弹簧的设计参数进行了详细介绍和分析。关键词：钢板弹簧、工艺设计燕山大学课程设计说明书-2-1钢板弹簧主要参数确定1．1长安单排微货SC1011设计技术参数长3550mm整备质量660Kg宽1400mm满载质量1100Kg高1660mm空载轴荷分配系数50%/50%轴距2000mm空载轴荷分配系数35%/65%最小离地间隙170mm表1长安单排微货SC1011设计技术参数1．2选择悬架主要参数：nc、fc、Cs、.n0、f01.1.1满载偏频nc偏频为评判整车平顺性能的一个重要参数，在设计悬架初期就要先定义偏频的范围。根据书中要求，货车满载时，后悬架满载偏频要求在1.70~2.17Hz，但货车对于平顺性的要求比较低，暂取nc=1.85Hz。1.1.2满载静挠度fc悬架的静挠度fc会直接影响到车身振动的满载偏频cn，因此，要想保证汽车有良好的行驶平顺性，必须正确选取悬架的静挠度。而且前悬架的静挠度要比后悬架的静挠度大些，这有利于防止车身产生较大的纵向角振动。在选定偏频后可以依据下面的公式计算后悬架的静挠度满载静挠度22252527.30ccfncm1.1.3板簧线刚度Cs悬架的线刚度指的是车轮保持在地面上而车厢做垂直运动时，单位车厢位移下，悬架系统给车厢的总弹簧恢复力。钢板弹簧作为悬架中的弹性元件，它自身的线刚度会影响到悬架的线刚度，从而影响车厢的位移量，这里用如下的公式计算板簧nc=1.85Hzfc=7.30cm燕山大学课程设计说明书-3-的线刚度。满载时单个板簧上的垂直载荷10000.650.759.8/22627.63WFN2627.63/73.035.97/mmsWcCFfN1.1.4空载时的偏频n0及挠度f0计算出满载时的偏频nc和静挠度fc后，还需要通过空载情况下的静载荷求出此时的偏频及挠度。空载时单个板簧上的垂直载荷0(10009.80.750.51837.5QN）/2空载挠度001837.5/135.9751.08mmsfQC空载偏频n0=5/0f=5/5.108=2.21Hz1.2确定板簧总长L，满载静止弧高Ha，动挠度fd1.2.1板簧总长L板簧的长度为弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离。一般由设计人员确定，确定板簧的总长时要从以下几方面考虑。a）增加钢板弹簧的长度能明显降低弹簧应力，提高使用寿命；b）板簧长度增加能降低弹簧刚度，改善汽车行驶的平顺性；c）在垂直刚度给定的条件下，板簧长度增加又能明显增加钢板弹簧的纵向角刚度。因此，原则上，在总布置可能的条件下，应尽可能将钢板弹簧取长些。对于货车的后悬架推荐在如下的范围内选择:L=(0.35~0.45)轴距应尽可能将钢板弹簧取长些,原因如下：1,增加钢板弹簧长度L能显著降低弹簧应力，提高使用寿命降低弹簧刚度，改善汽车平顺性。Q=2627.63NCs=35.97N/mmQ0=1837.5Nf0=51.08mmn0=2.21Hz燕山大学课程设计说明书-4-2,在垂直刚度c给定的条件下，又能明显增加钢板弹簧的纵向角刚度。3,刚板弹簧的纵向角刚度系指钢板弹簧产生单位纵向转角时，作用到钢板弹簧上的纵向力矩值。4,增大钢板弹簧纵向角刚度的同时，能减少车轮扭转力矩所引起的弹簧变形。代入数据得L=(0.35~0.45)×2000=700~900mm，小型货车的钢板长度可略大于最高长度，最后选择的钢板弹簧的长度为930mm。1.2.2满载静止弧高Ha满载静止弧高是装配到汽车上之后的板簧弧高，一般后悬架为Har=10~20mm，考虑到钢板弹簧安装好后有足够的上跳动挠度，将满载静止弧高取15mm。1.2.3动挠度fd悬架弹簧的动挠度fd与其限位行程有关，二者应适当配合，否则会增加行驶中撞击限位的概率，使平顺性变坏。fd=6~9cm1.3选择板簧片数及断面参数1.3.1板簧片数初选总片数n和主片数n1，建议后簧取n=6-14，n1=1或2。片数少些有利于制造和装配，并可以降低片之间的干摩擦，改善汽车行驶平顺性。综合考虑汽车的行驶平顺性与静载荷，将板簧总片数n定为7，主片n1定为1。1.3.2断面宽度与高度在研究钢板弹簧时，常将其抽象成简支梁。因此可利用简支梁的挠度公式计算板簧的总惯性矩J∑4348)(mmECSKLJSδ：挠度系数，S：骑马螺栓距离；L=930mmHa=20mmfd=8cmn=7n1=1η=0.143燕山大学课程设计说明书-5-K：非工作长度系数，表征骑马螺栓的夹紧程度；K=0.5为刚性夹紧，K=0为挠性夹紧；查国标GB1222—84选取簧片的断面参数，即宽度b，厚度h，若为矩形截面，则惯性矩为：413112mmhbJJniiinii·若选用双槽钢，材料手册上都给出了J和中性层的位置，其惯性矩为：niiJJ1比较二者的结果，应大致相等，否则调整片数或断面参数，直至满意为止（相对误差小于5%）。其中各参数选取如下：η=n1/n=1/7=0.143δ=1.5/[1.04(1+0.5η)]=1.5/[1.04(1+0.5×0.143=1.44K