板簧设计

精心整理

汽车钢板弹簧设计

1、 结构优缺点分析，决定设计的结构方案。

2、 确定钢板弹簧材料许应力，根据静挠度f c 用《材料力学》简支梁挠度公式，初

步确定钢板截面尺寸、、形状、惯性矩、片数。

3、 根据已知的板簧支点距离，U 型螺栓距离、片数，用作图法求得各片钢板弦长，

4、 5、 6、

7、 态下弧高计算。

8、 计算钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径R 0.

9、 计算各片钢板在自由状态下的曲率半径R i ，直至接近为止。 10、 计算各片钢板弧长（各片钢板在支承点之间的实际长度）。

11、 绘图：在各片钢板处于伸直状态下绘制总成图。制图符合常规要求外，图上还

需要列表注明各片钢板实际长度、曲率半径、总成检验弧高。

12、钢板弹簧总成在极限工况下的长度验算。

13、钢板弹簧卷耳和销轴的验算。

14、卷耳衬套的设计和验算。

I0:根部惯性矩

I0=

W0:根部断面系数

W0=

C=*

汽车多片钢板弹簧主要设计算计式与参数表

对称钢板弹簧不对称钢板弹簧参数许用值

刚度C j=48EI0/[(L-S/2)3δ]

S：平直段长度C j=3EL2I0[L12(L2-S/4)2+L22(L1-S/4)2]

δ

弹性模量

E=2.058*105N/mm2

弹性极限

σe=90kg/mm2=882N/mm2

屈服极限

σs=120-125kg/mm2

静挠度F j=p m(L-S/2)3δ/(48EI0)F j=【L12(L2-s/4)2+L22(L1-S/4)2】δ

p m/(3EL2I0)

静应

力

σ=

形状系数δ=【-2η+η2

（-lnη）】

各片厚度相同时

δ=1.5/1.04【1+1/（2η）】

静应力：

前簧σ=343-441N/mm2

后簧σ=441-539N/mm2

副簧σ=196-245N/mm2

平衡簧σ=343-441N/mm2

满载

负荷

Pm=Cjσm/δ

验证

负荷

Pe=Cjσe/δ

预压

负荷

Ps=Cjσs/δ

各片长度L i=(L z/2-L d/2)h3/等厚度时L I=(L z/2-L d/2)/n

L z/Ld…作用长/短片长n…小于L z的片数：

满载自振频率：

N m=300/Fj1/2(次/分，Fj-cm

前簧N m=100-110（次/分）

(F J=74.5-90mm)

后簧N mm=110-125mm

（F j=57.5-74.5mm）

根部极限应力：

σmax=δ(F j+F d)

曲率半径弧长计算：1、根据H/L查表..Q值—R=L/Q

2、R=L2/(8H)（近似计算）

弦长计算：R=[H2+（L/2）2]/（2H）H=R-(R2-L2/4)1/2

知各弧高求总

等截面板簧的设计要点与思路

一、钢板弹簧设计的已知条件

1、总成类型：a前簧、后簧、副簧或平衡簧；b等截面簧、变截面簧或复合簧。

C j=(L1C1+L2C2)/(L1+L2)比应力=12EI0/[(L-S/2)2δW0]

各片厚度相同时I0/W0=a或=σ

m/F j

=σm/Fj

最大应力σmax=6Eh(F j+F d)/[(L-S/2)2δ] σm=P m L1(L2-S/2)h1/(2I0L)

或=P m L2(L1-S/2)h1/(2I0L)

h1最厚片厚度

形状系数δ=3/（1-η）3【1/2-2η+η2（3/2-ln η）】

各片厚度相同时δ=1.5/1.04【1+1/（2η）】

满载负

荷

P m=C jσm/δ

验证负

荷

Pe=C jσe/δ

预压负

荷

Ps=C jσs/δ

各片长度L i=（L Z/2-L d/2）h3/

等厚度时L i=（L z/2-L d/2）/n

L z/L d…作用长/短片长

n…小于L z的片数

利用左面公式，分别计算前、后半段的长

度

主片厚

度

h=(L-S/2)2δ[σ]/6EF j) H=2δ(L1-S/4)(L2-S/4)[σ]/(3EF j)

片宽

度

6＜B/h＜12

惯性矩厚度相同时：

I0=（L-S/2）3δP m/(48EF J)

厚度相同时：

I0=(L1-S/4)2(L2-S/4)δP m/[3E(L-S/2)F j] 厚度不同，利用求和公式计算厚度不同，利用求和公式计算

片数

曲率半径弧长计算：1、根据H/L查表….Q值R=L/Q2、R=L2/(8H)(近似计算) 弦长计算：R=【H2+(L/2)2】/(2H)H=R-(R2-L2/4)1/2

知单片弧高求总成弧高厚度相同：H=L2*/

厚度不同时：H=(L2/8)*/

知总成弧高求单片弧高H i=（L i2/8）(1/R0+2σ0i/Eh i)

R0…总成自由曲率半径。σ0i…第i片装配预应力

片间间隙D=[(R i+S i-H i+1)+2H i+1(R i+S i-R i+1)]1/2-(R i+S i-H i+1)R…曲率半径S i…片厚H i+1…下片弧高

三、钢板弹簧的设计步骤与设计计算

1、刚度、片数、片厚、片长、和工作应力的计算

A、初算刚度.根据C i=P m/F j(F j取中间值)

B、计算I0