钢板弹簧课程设计46546

目录

1.汽车钢板弹簧结构选择 (4)

2.钢板弹簧结构设计计算 (5)

3.初定片数、截面尺寸 (7)

4.按作图法求各片弦长 (8)

5.挠度计算 (8)

6.钢板弹簧各片应力计算 (8)

7.加预紧力 (9)

8.钢板弹簧各片实际弦长的计算 (13)

9.在自由状态下各片的曲率半径计算 (14)

10.钢板在极限工作下的强度验算 (16)

11.卷耳和销的计算 (17)

12.参考文献 (18)

13.附表1

14.附图

汽车设计课程设计题目

设计题目：汽车钢板弹簧设计

主要技术和性能参数（第二组）

前轴轴负荷（N）空载15144

满载19344 前轴非簧载质量（kg）420 钢板弹簧作用距离L（mm）1300 两个”U”型螺栓中心距S（mm）110 静绕度f c（mm）（满载） 80-90 动绕度f a(mm) 56

钢板弹簧满载时弧高F 28 钢板弹簧卷耳固定点至路面距离C 550

汽车钢板弹簧简介

钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种元件。它是由若干片等宽但不等长（厚度可以相等，也可不等），曲率半径不等的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹簧梁。钢板弹簧的第一片（最长的一片）称为主片，其两端弯成卷耳，内装青铜或塑料、橡胶、粉末冶金制成的村套，以便用弹簧销与固定在车架上的之家或吊耳作铰链连接。钢板弹簧主要由主片、副片、弹簧夹、螺栓、套管、螺母等组成。钢板弹簧的中部一般用U形螺栓固定在车桥上。汽车钢板弹簧的材料一般用60Si2Mn、55SiMnVB。

一、汽车钢板弹簧结构选择

1.选择断面形状

有矩形，T形，单面有抛物线边缘，单面有双槽等断面形式

为了提高疲劳强度，选用60Si2Mn材料即最常用的板簧材料为热轧弹簧扁钢。

因为矩形断面钢板弹簧的中性轴，在钢板断面的堆成位置上。工作时，一面受拉应力、另一面受压应力作用，而且上、下表面的名义拉应力和压应力的绝对值相等。故选择矩形断面形式。

2.长度圆整

圆整为“0”“5”尾数

3.叶片端部形状

选用矩形：

4.卷耳、吊耳的结构方案

①吊耳②卷耳③包耳

5.材料

为了提高疲劳强度，选用60Si2Mn

E （弹性模量）= 5

2.110⨯MPa

6.采用等厚度钢板弹簧

二、汽车钢板弹簧设计计算

（一）初定片数、截面尺寸 1.主片数0n =2、总片数n=8 2.计算钢板弹簧平均厚度

1）转动惯量E

C J ks L 48)(3

-=δ

弹性模量E=2.1x 510N/2

mm

系数0n 2

0.25n 8

=

==η 2）挠度增大系数[]1.5/1.04

1.282051==δ（1+0.5η） 3）刚度c w f F C /=

4）w F =（轴荷—非簧载）/2 N 满载轴荷：19344N

非簧载：mg=420x9.8=4116N w F =(19344-4116)/2=7614N 满载静挠度取fc=90mm

刚度c w f F C /==84.6N/mm

5) 无效长度系数K=0.5

6）钢板弹簧静应力c w 0ks F =δ（L-）/4W N/2mm

许用应力[c δ]=（1.39~1.55）fc+(245~315)

= （1.39~1.55）⨯90+(245~315) N/2

mm

所以[c δ]的范围是370.1~454.5 N/2

mm ，一般 [c δ]选取大一些，

使0W 小；1h 大，以满足制动时max δ的要求；故取[c δ]=440 N/2

mm

钢板弹簧总截面系数

3

c ][4/k s)(L F o mm

w w σ-=

钢板弹簧作用距离 L(mm)=1300mm 两个U 型螺栓中心距 S(mm)=110mm

3

0()/4[]7614(13000.5110)/(4440)5386.04w c W F L ks mm σ=-=⨯-⨯⨯=33502()/(48) 1.282051(13000.5110)84.6/(48 2.110)20764.5813000.51101245()1550025

J L ks C E L ks L ks δ=-=⨯-⨯⨯⨯⨯=-=-⨯=-=平均厚度

21002/()[]/67.710518c c h J w L ks Ef mm

δσ==-=

7）计算比应

2

2516/[()]6 2.1107.710518/(1.2820511550025) 4.89/Eh L ks N mm

σδ=-=⨯⨯⨯⨯=比 8)

动挠度

56f mm

α

=

最大应力

2

max 4.89(9056)713.94/N mm σ=+=

3、计算片宽b 片厚h

1）片厚

11.1 1.17.7105188.4815698h h mm

==⨯=

圆整 h=10mm

2）片宽(矩形断面)3

012/31.14687b J h n ==mm

圆整b=31mm

按型材GB12222-84选b=65mm 3）校核 b/h=6.5

b/h 在范围内，故合适。

4）

粗校固有频率

16/

16/ 1.6865

N === Hz

3

3

083110nbh /1220666.67

12J ⨯⨯===

()3

048/ks 84.2C J E L ⎡⎤=-=⎣⎦δN/mm

c w f /90.428F c == mm

N=1.68255Hz

三、 按作图法确定各片的弦长

3333031)1010002)(1)10003)810008000h n h h nh ==-===⨯=