长安大学汽车设计大作业_钢板弹簧

钢板弹簧设计

题目：

二、为110 微型汽车设计后钢板弹簧悬架。

已知参数：

总重：Ga=13100N( 驾驶室内两人)

自重：Go=6950N( 驾驶室内两人)

空车：前轴载荷=4250N

后轴载荷=2700N

满载：前轴载荷=5750N

后轴载荷=7350N

非簧载质量=690N （指后悬架）

钢板弹簧长度L=(1000~1100)mm

骑马螺栓中心距S= 70mm

满载时偏频n= （ 1.5~1.7 ）H

叶片端部形状：压延

要求：

∙确定钢板弹簧叶片断面尺寸，片数；

∙确定钢板弹簧各片长度（按1:5 的比例作图）；

∙计算钢板弹簧总成刚度；

∙计算钢板弹簧各片应力；

注意：①叶片断面尺寸按型材规格选取（参看“汽车标准资料手册”中册P39，表5—36），本题拟在以下几种规格内选取：

= 6 65,765,8 65

6 63,763,8 63

6 70,770,8 70

②挠度系数可按下式计算：

式中：n’—主动片数

n—总片数

设计要求：1 ）要求在CAD 环境下进行钢板弹簧各片长度的确定。

2 ）要求对计算结果进行分析说明。

60Si2Mn E=2.06*105N/mm2

满载偏频n2=1.6Hz

钢板弹簧长度L=1050mm

许用弯曲应力【σw】=500MPa

无效长度系数k=0.5

一．宽度b和片厚h

1.J0=[(L-ks)3cδ]/(48E)

(1)c=F w/f c

F w2=(G2-

G u2)/2=(7350-690)/2=3330N

F c2=(5/n2)2=(5/1.6)2=97.66mm

c=3330/97.66=34.10N/mm

(2)δ=1.5/[1.04(1+0.5*0/8)]=1.5*1.04=1.56

与主片等长的片数n’=0总片数n=8

J0=[(1050-0.5*70)3*34.10*1.56]/(48*2.06*106)=5625.60N/mm2

2.W0=F w(L-ks)/4[σw]=3330*(1050-0.5*70)/(4*500)=1689.975

3.h p=2J0/W0=6.66mm

4.宽度b的值在（6~10）h p中选取，取b=9h p=59.94mm

5.片厚h的值为1.1h p，h=7.33mm

6.选取国产型材h*b=8*65

二.钢板弹簧长度

Σh i3=8*63=1728

由作图法得到8片钢板弹簧的长度

序号单边L/2 取整圆整双边L

使用matlab，计算程序为：

l=[97 160 220 280 342 405 465 525]; %各片弹簧长度

a=[1:8];b=[1:8];c=[1:8];e=[1:8];yd=[1:8];yg=[1:8];

%yd为端接触应力，yg为固定端应力

a(1)=(3-l(1)/l(2))/(2*l(1)/l(2));

b(1)=-2;

c(1)=0;

e(1)=-a(1)/b(1);

for i=2:7

a(i)=(3-l(i)/l(i+1))/(2*l(i)/l(i+1));

b(i)=-(2+(1-l(i-1)/l(i))*(1-l(i-1)/l(i))*(1-l(i-1)/l(i)));

c(i)=(3-l(i-1)/l(i))*(l(i-1)/l(i))*(l(i-1)/l(i))/2;

e(i)=a(i)/(-b(i)-c(i)*e(i-1));

end

E=2.06*10*10*10*10*10; %弹性模量

J=65*8*8*8/12;

p=12*E*J/(2*l(8)*l(8)*l(8)+(l(8)-l(7))*(l(8)-l(7))*(l(8)-l(7))-e(7)*( 3*l(8)*l(7)*l(7)-l(7)*l(7)*l(7))); %刚度

w=65*8*8/6;

f(8)=(7350-690)/4;

for i=1:7

f(8-i)=f(9-i)*e(8-1);

end

for i=2:8

yd(i)=(f(i)*l(i)-f(i-1)*l(i-1))/w;

yg(i)=f(i)*(l(i)-l(i-1))/w;

end

yd(1)=f(1)*l(1)/w;

yg(1)=0;

最终计算结果