(完整word版)钢板弹簧悬架设计(2)(word文档良心出品).docx

汽车设计课程设计————钢板弹簧的设计

课程设计任务书

一、课程设计的性质、目的、题目和任务

本课程设计是学生在完成基础课、技术基础课和大部分专业课学习后的一个教学环节，是培养学生应用已学到的理论知识来解决实际工程问题的一次训练，并为毕业设计奠定基础。

1、课程设计的目的是：

（1）进一步熟悉汽车设计理论教学内容；

（2）培养学生理论联系实际的能力；

（3）训练学生综合运用知识的能力以及分析问题、解决问题的能力。

2、设计题目 :

设计载货汽车的纵置钢板弹簧

(1)纵置钢板弹簧的已知参数

序号弹簧满载载荷静挠度伸直长度U 型螺栓中心距有效长度119800N9.4cm118cm6cm112cm 材料选用60Si2MnA , 弹性模量取E=2.1× 105MPa

3、课程设计的任务：

（1）由已知参数确定汽车悬架的其他主要参数；

（2）计算悬架总成中主要零件的参数；

（3）绘制悬架总成装配图。

二、课程设计的内容及工作量

根据所学的机械设计、汽车构造、汽车理论、汽车设计以及金属力学性能等课程，完成下述涉及内容：

1．学习汽车悬架设计的基本内容

2．选择、确定汽车悬架的主要参数

3．确定汽车悬架的结构

4．计算悬架总成中主要零件的参数

5．撰写设计说明书

6．绘制悬架总成装配图、零部件图共计 1 张 A0。

设计要求：

1.设计说明书

设计说明书是存档文件，是设计的理论计算依据。说明书的格式如下：

（1）统一稿纸，正规书写；

（2) 竖订横写，每页右侧画一竖线，留出 25mm空白，在此空白内标出该页中所计算的主要数据；

（3)附图要清晰注上必要的符号和文字说明，不得潦草；

2.说明书的内容及计算说明项目

(1)封面；（2）目录；（ 3）原始数据及资料；（ 4）对设计课题的分析；（ 5）汽车纵置钢板弹簧简图；（ 6）设计计算；（ 7）设计小结（设计特点及补充说明，鉴别比较分析，个人体会等）；（8）参考文献。

3.设计图纸

1）装配总图、零件图一张（0＃）；

要求如下：

a.图面清晰，比例正确；

b.尺寸及其标注方法正确；

c.视图、剖视图完整正确；

d.注出必要的技术条件。

4. 设计对象（悬架）所选用的弹簧材料必须符合国标GB1222-84，并尽量用优选系列；所设

计的板簧应符合JB523-85,JB4040-85 。

计算过程与步骤

一、钢板弹簧片数取为10，确定其宽度 b 的计算：

1.钢板断面宽度 b 的确定

有关钢板弹簧的刚度、强度等，可按等截面简支梁的计算公式计算，但需引入挠度增大系数δ加以修正。因此，可根据修正后的简支梁公式计算钢板弹簧所需要的总惯性矩J0。对于对称钢板弹簧：

3

48E

J0L ks c

式中， s 为 U 形螺栓中心距（ mm）；k 为考虑 U 形螺栓夹紧弹簧后的无效长度系数（如刚性夹紧，

取 k=0.5 ，挠性夹紧，取 k=0）； c 为钢板弹簧垂直刚度（N/mm），c F w/ f c；δ为挠度增大系数

（先确定与主片等长的重叠片数 n1，再估计一个总片数 n0,求得n1

n ，然后用

1.5

1初定δ） E 为材料的弹性模量。

1.040.5，

1.5，取 n1 1 ，则1.5

其中，，将其代入求得

n1)] 1.092

[1.04 (1 0.5

10

J0 40327 .3mm4；

W0 F W L' /(4[ W ]) =19800 N 1120 mm/( 4450MPa )12320mm3；

初取 h p 2 J

40327.3mm4

0 / W0 6.6mm ，取b=8 h p=52.8mm.

12320mm3

片宽 b 对汽车性能的影响：

1.增大片宽，能增加卷耳强度，但当车身受侧向力作用倾斜时，弹簧的扭曲应力增大。

2.前悬架用宽的弹簧片，会影响转向轮的最大转角。片宽选取过窄，又得增加片数，从而增加片间的摩擦弹簧的总厚

3. 推荐片宽与片厚的比值b/ h p在 6~10 范围内选取。本设计中取b=60mm

根据 J 0nbh312 J01240327.3

得： h339.74mm；

12nb1052.4

片厚 h 选择的要求：

1） . 增加片厚h，可以减少片数n

2） . 钢板弹簧各片厚度可能有相同和不同两种情况，希望尽可能采用前者但因为主片工作条件恶劣，

为了加强主片及卷耳，也常将主片加厚，其余各片厚度稍薄。此时，要求一副钢板弹簧的厚

度不宜超过三组。

3.）为使各片寿命接近又要求最厚片与最薄片厚度之比应小于 1.5 。

4.）钢板断面尺寸 b 和 h 应符合国产型材规格尺寸。

查表确定 b和 h 的值，使其符合国产型材规格尺寸，又因为60Si2MnA 的厚度一般不超过9.5mm ，故取 b=70mm ,h=9mm 。

钢板弹簧图如下：零件图（左），装配图（右）

3.钢板断面形状

钢板断面形状矩形断面结构简单，制造容易，变截面少片钢板弹簧多采用矩

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4. 叶片的端部结构

叶片的端部可以按其形状和加工方式分为矩形（片端切角）、椭圆形（片端压延）和片端压延切断四种。其中矩形为制造成本最低的一种（由于对片端部作任何加工）。本设计中采用矩形端部

结构。

5. 钢板弹簧片数n

片数 n 少些有利于制造和装配，并可以降低片间的干摩擦，改善汽车行驶平顺性。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。用变截面少片簧时，片数在1～ 4 片之间选取。 n=3

6.钢板弹簧端部的支承型式

以板簧端部的支承型式而言，可以大致分为卷耳和滑板两大类。滑板型式多见于两极式主副

簧悬架中副簧的支承和平衡悬架中板簧的支承。卷耳根据其相对板簧上平面的位置可以分为上卷

耳、平卷耳和下卷耳三类。本设计中采用上卷耳。

7.吊耳及钢板弹簧销的结构

大多数板簧的支承方式为一端采用固定的卷耳，另一端采用摆动的吊耳。摆动吊耳的结构可

以用 C形、叉形以及分体式等。弹簧销的支承、润滑可用螺纹式、自润滑式、滑动轴承、橡胶支

承或者将板簧支承在橡胶座内。自润滑式多用于轿车及轻型载货汽车，具有不必加润滑脂及噪声

小的优点。本设计中采用自润滑式弹簧销结构。

8.少片弹簧

少片弹簧在轻型车和轿车上得到越来越多的应用。其特点是叶片由等长、等宽、变截面的1～3 片叶片组成。利用变厚断面来保持等强度特性，并比多片弹簧减少20％～ 40％的质量。片间放

有减摩作用的塑料垫片，或做成只在端部接触以减少片间摩擦。如图 4.2 所示单片变截面弹簧的

端部CD

段和中间夹紧部分AB 段是厚度为

h

1和

h

2的等截面形， BC 段为变厚截面。

BC

段厚度

可按抛物线形或线性变化。

图 4.2

二、确定各片钢板长度：

钢板弹簧长度L 是指弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离, 在总布置可能的条件下，应尽可能将