钢板弹簧行驶不能断裂(前板簧强度校核计算)
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T1+(P1d×La＋T1×ha)×sinβ/((hb －ha）×sinβ＋(La＋Lb)cosβ)
吊耳满载时夹角（°）
β
前卷耳水平高（mm）
ha
后卷耳水平高（mm）
hb
前卷耳至车轮中心水平距 （mm）
La
后卷耳至车轮中心水平距 （mm）
Lb
纵扭角度γ（°）
γ
20.7° M1/(C(L/2)2)
公式
悬臂长度（cm）
l
刚度（N/cm）
C
比应力（N/cm2/cm）
σ
超载时绕度(cm)
f1
满载时绕度(cm)
f2
空载时绕度(cm)
f3
超载静应力（N/cm2）
满载静应力（N/cm2）
空载静应力（N/cm2）
超载前偏频(Hz）
n
满载偏频
n
空载前偏频(Hz）
n
2、前板簧各片尺寸参数计算 (平转耳式)
(1)总成自由弧高确定
总成满载弧高(mm) 动绕度(cm） 主片中心距(cm） 卷耳半径(mm) 两主片卷耳中心距(mm)
σ夹c f
L r b
U形螺栓跨距(cm）
s
中性面与上表面距离（cm）
a
片厚(mm)
h
查表（average）(cm4)
i
系数（主副比）
k(2/6)
查表（Wxmax）(cm3)
W
非线性变形量
△f
U形螺栓夹紧后变形高度(mm) △H
623.5 624.5 0.074849016
4.29
46.4 60 6.1 8.1
7.7
1.2 250 350 2240 2037.5 4720 3825 1835
2930
1140
1430
3.3
0.7
20580000.00
合应力
自由总成时各单片半径(mm)
R0K=R0+a -90
85
1748.523707 1758.52 1764.52
10 16
各单片的自由曲率半径 Rk(mm)
1/Rk=σ0k/(E×ak)+1/R0K
θ=
2003.90868
1878.937564
1764.523707
1683.782918 1610.015077 1756.238816
1804.523707
1814.523707
COSθ
0.324366078 0.34594018 0.300137651 0.243024202 0.179377202 0.095886732 0.026599817 -0.039900278
10.17724871 26.67073929
H夹u
σ 用U形螺栓夹紧在车桥上的无载
荷表面自由弧高(mm)
夹U
总成自由弧高(一片中性层 处)(mm)
H0
总成自由弧高(一片表 面)(mm) 自由曲率半径(mm)
自由曲率弧度角(弧度)
σ0
R0 θ
最大应力（N/cm2）
H夹c+θ/c+△f
H夹u-h/2
H夹u+△H H0-h/2 (L/2)2/(2×H0)+H0/2
10 经验值 16 经验值 62.60 1007.85 5229.90 10.48 6.93 5.23 54795.22 36246.47 27334.04 1.56 1.91 2.20
6985.00 5267.50
93.34 114.76 132.16
30 中性层处弧高
109.3061757 中性层
整车输入参数
项目 输入参数 车轮静止力半径 前桥一级落差 后轮中心到弹簧座距离 前簧总片高
单位
cm cm cm cm
后簧总片高
cm
整车质心高度
M
前桥非簧载质量
n
后桥非簧载质量
n
前桥超载质量
n
后桥超载质量
n
前桥满载质量
n
后桥满载质量
n
后桥空载负荷
n
前轴空载负荷
n
轴距m
M
地面附着系数
弹性模量
N/mm2
前桥超载簧下载荷
0.947852953 0.940757071 0.955295802 0.970614673 0.983955001 0.995406389 0.999646246 0.99920409
1824.523707 1834.523707
-0.105671414 -0.170725512
0.99442197 0.985461764
N
后桥超载簧下载荷
N
前桥满载簧下载荷
N
后桥满载簧下载荷
N
前桥空载簧下载荷
N
后桥空载簧下载荷
N
二、前板簧计算
1、前板簧计算输入参数
板簧规格表示
主片数
n1
副片数
n2
符号 Rc m1 m2 ∑h1 ∑h2 hg Gu1 Gu2 G1 G2 G1 G2
m2 m1 L ф
E
单面槽截面1300x75x9-6(2)g
12.04
65 65 52.96 40.92 28.88 16.84 4.8 -7.24
装配预应力(MPa)
σ0k -60 -30 0 25 50 10
-38.56 -62.64
Leabharlann Baidu
-19.28 -31.32
104.31
25.00 ±6mm
1007.85 4889.5 9080.5 16996.88254
弧高(不计卷耳高度)修正一二片卷耳中心弧高Hk
备注 公式
H0K=R0(1-COSθ)
104.4979207 111.313765 78.88161804 49.47851105 25.83268997 8.067478747 0.638357963 1.444198441
94.50 H1=H01-h/2 118.31 H2=H0+b+h-h/2
104.31 表面
125.3061757 中性层 120.3061757 表面 1748.523707 中性层处半径 0.037174217 71286.83287 许用90000--100000
全长(cm) 半长(cm)
24.08 130.00 130.00 105.92 81.84 57.76 33.68 9.6 -14.48
R0*θ=L/2
(f动绕度+f满载绕度)×σ比
(3)各片长度计算
代号
公式
各片长度之差(cm) 第一片 第二片 第三片 第四片 第五片 第六片 第七片 第八片
△L
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8
(L中心距-Su)/(n2+1)
L-△L L-2△L L-3△L L-4△L L-5△L L-6△L
L/2-0.5x（d/2） 6×E×（n1＋n2）×i/(k1×L03) 12×E×a/(K(2xl)2) m/c m/c m/c σf σf σf （2*C/m1）0.5/2π （2*C/m1）0.5/2π （2*C/m1）0.5/2π
夹紧满载弧高(mm)
H夹c
σ夹c+h/2
用U形螺栓夹紧在车桥上的无载 荷自由弧高(mm)
结果
35.7 6 6.7 6.8
8
落差6.7斜垫板厚2.0 簧高11、斜垫板2.09
0.98 200 300
2355 4140 1597 2033 1005
1275
2.6 0.7
20580000.00
21119.00 37632.00 13970.00 38400.00 10535.00 6909.00
第九片 第十片
L9
L-7△L
L10
L-8△L
（4）图纸标注弧高和刚度值
σ 装车夹紧状态无载荷总成弧
高
夹U
σ 装车夹紧状态载荷为满载总
成弧高
夹满载
装车夹紧状态载荷为满载总 成刚度
C7.97
p1
刚性曲线上两点负荷确定(N)
p2
验证负荷的确定(n)
P验
σ夹U-Q满载/C刚度-△f
Q×0.7 Q×1.3
σmax×C/σ比
1774.523707 1784.523707 1794.523707 1804.523707 1814.523707
一二主片中性层计算 单片表面值计算
单片表面值计算
1824.523707 1834.523707
2.00 4.00
25.00 6.90 130.00 15.00 2.00 9.60 0.41 9.00 0.37 1.24
80.63 ±0.08Q 5.58
75487.71731
24948.61134
11474.30567 8732.013968 318718.5098 102409.5799 许用122500
120.40 4.9286 29973.79187 许用39200 6.401898 12071.76462
0.3611 427 381
（5）最强在制动工况计算
前轴的动负荷(N)
G1d
前板簧单边动负荷N
P1d
前轮单边制动力N
T1
弹簧纵扭力矩N.cm
M1
σ 弹簧根部纵扭平均应力N/cm2
r
弹簧纵扭计算长度(CM)
Lr
弹簧根部总断面系数
∑w
卷耳根部应力
σ
主片断面积cm2
F
卷耳水平作用力(N)
P1x
(0.8×u×G整车质量+L轴距×G前轴静负荷/h重 心高度)/(L轴距/h重心高度-0.2u) (轴荷-非簧载)/2 0.5×ф×G1d T1(RC-7+A) （0.5×M1＋0.25Pd1×Lr)/∑w L-S n1×w1＋n2×w2 P1x×(（r＋a）/W+1/F)
6985.00 19200.00 5267.50 3454.50
2912dh16-010
2.00 4.00
4500～5500
35000～45000 1.67～1.83 1.67～1.83
备注
25.00 耳孔至弧表面 6.70 计算极限应力用 130.00 15.00 2.00 9.60 0.41 10.00 0.50 1.24 0.82
吊耳满载时夹角（°）
β
前卷耳水平高（mm）
ha
后卷耳水平高（mm）
hb
前卷耳至车轮中心水平距 （mm）
La
后卷耳至车轮中心水平距 （mm）
Lb
纵扭角度γ（°）
γ
20.7° M1/(C(L/2)2)
公式
悬臂长度（cm）
l
刚度（N/cm）
C
比应力（N/cm2/cm）
σ
超载时绕度(cm)
f1
满载时绕度(cm)
f2
空载时绕度(cm)
f3
超载静应力（N/cm2）
满载静应力（N/cm2）
空载静应力（N/cm2）
超载前偏频(Hz）
n
满载偏频
n
空载前偏频(Hz）
n
2、前板簧各片尺寸参数计算 (平转耳式)
(1)总成自由弧高确定
总成满载弧高(mm) 动绕度(cm） 主片中心距(cm） 卷耳半径(mm) 两主片卷耳中心距(mm)
σ夹c f
L r b
U形螺栓跨距(cm）
s
中性面与上表面距离（cm）
a
片厚(mm)
h
查表（average）(cm4)
i
系数（主副比）
k(2/6)
查表（Wxmax）(cm3)
W
非线性变形量
△f
U形螺栓夹紧后变形高度(mm) △H
623.5 624.5 0.074849016
4.29
46.4 60 6.1 8.1
7.7
1.2 250 350 2240 2037.5 4720 3825 1835
2930
1140
1430
3.3
0.7
20580000.00
合应力
自由总成时各单片半径(mm)
R0K=R0+a -90
85
1748.523707 1758.52 1764.52
10 16
各单片的自由曲率半径 Rk(mm)
1/Rk=σ0k/(E×ak)+1/R0K
θ=
2003.90868
1878.937564
1764.523707
1683.782918 1610.015077 1756.238816
1804.523707
1814.523707
COSθ
0.324366078 0.34594018 0.300137651 0.243024202 0.179377202 0.095886732 0.026599817 -0.039900278
10.17724871 26.67073929
H夹u
σ 用U形螺栓夹紧在车桥上的无载
荷表面自由弧高(mm)
夹U
总成自由弧高(一片中性层 处)(mm)
H0
总成自由弧高(一片表 面)(mm) 自由曲率半径(mm)
自由曲率弧度角(弧度)
σ0
R0 θ
最大应力（N/cm2）
H夹c+θ/c+△f
H夹u-h/2
H夹u+△H H0-h/2 (L/2)2/(2×H0)+H0/2
10 经验值 16 经验值 62.60 1007.85 5229.90 10.48 6.93 5.23 54795.22 36246.47 27334.04 1.56 1.91 2.20
6985.00 5267.50
93.34 114.76 132.16
30 中性层处弧高
109.3061757 中性层
整车输入参数
项目 输入参数 车轮静止力半径 前桥一级落差 后轮中心到弹簧座距离 前簧总片高
单位
cm cm cm cm
后簧总片高
cm
整车质心高度
M
前桥非簧载质量
n
后桥非簧载质量
n
前桥超载质量
n
后桥超载质量
n
前桥满载质量
n
后桥满载质量
n
后桥空载负荷
n
前轴空载负荷
n
轴距m
M
地面附着系数
弹性模量
N/mm2
前桥超载簧下载荷
0.947852953 0.940757071 0.955295802 0.970614673 0.983955001 0.995406389 0.999646246 0.99920409
1824.523707 1834.523707
-0.105671414 -0.170725512
0.99442197 0.985461764
N
后桥超载簧下载荷
N
前桥满载簧下载荷
N
后桥满载簧下载荷
N
前桥空载簧下载荷
N
后桥空载簧下载荷
N
二、前板簧计算
1、前板簧计算输入参数
板簧规格表示
主片数
n1
副片数
n2
符号 Rc m1 m2 ∑h1 ∑h2 hg Gu1 Gu2 G1 G2 G1 G2
m2 m1 L ф
E
单面槽截面1300x75x9-6(2)g
12.04
65 65 52.96 40.92 28.88 16.84 4.8 -7.24
装配预应力(MPa)
σ0k -60 -30 0 25 50 10
-38.56 -62.64
Leabharlann Baidu
-19.28 -31.32
104.31
25.00 ±6mm
1007.85 4889.5 9080.5 16996.88254
弧高(不计卷耳高度)修正一二片卷耳中心弧高Hk
备注 公式
H0K=R0(1-COSθ)
104.4979207 111.313765 78.88161804 49.47851105 25.83268997 8.067478747 0.638357963 1.444198441
94.50 H1=H01-h/2 118.31 H2=H0+b+h-h/2
104.31 表面
125.3061757 中性层 120.3061757 表面 1748.523707 中性层处半径 0.037174217 71286.83287 许用90000--100000
全长(cm) 半长(cm)
24.08 130.00 130.00 105.92 81.84 57.76 33.68 9.6 -14.48
R0*θ=L/2
(f动绕度+f满载绕度)×σ比
(3)各片长度计算
代号
公式
各片长度之差(cm) 第一片 第二片 第三片 第四片 第五片 第六片 第七片 第八片
△L
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8
(L中心距-Su)/(n2+1)
L-△L L-2△L L-3△L L-4△L L-5△L L-6△L
L/2-0.5x（d/2） 6×E×（n1＋n2）×i/(k1×L03) 12×E×a/(K(2xl)2) m/c m/c m/c σf σf σf （2*C/m1）0.5/2π （2*C/m1）0.5/2π （2*C/m1）0.5/2π
夹紧满载弧高(mm)
H夹c
σ夹c+h/2
用U形螺栓夹紧在车桥上的无载 荷自由弧高(mm)
结果
35.7 6 6.7 6.8
8
落差6.7斜垫板厚2.0 簧高11、斜垫板2.09
0.98 200 300
2355 4140 1597 2033 1005
1275
2.6 0.7
20580000.00
21119.00 37632.00 13970.00 38400.00 10535.00 6909.00
第九片 第十片
L9
L-7△L
L10
L-8△L
（4）图纸标注弧高和刚度值
σ 装车夹紧状态无载荷总成弧
高
夹U
σ 装车夹紧状态载荷为满载总
成弧高
夹满载
装车夹紧状态载荷为满载总 成刚度
C7.97
p1
刚性曲线上两点负荷确定(N)
p2
验证负荷的确定(n)
P验
σ夹U-Q满载/C刚度-△f
Q×0.7 Q×1.3
σmax×C/σ比
1774.523707 1784.523707 1794.523707 1804.523707 1814.523707
一二主片中性层计算 单片表面值计算
单片表面值计算
1824.523707 1834.523707
2.00 4.00
25.00 6.90 130.00 15.00 2.00 9.60 0.41 9.00 0.37 1.24
80.63 ±0.08Q 5.58
75487.71731
24948.61134
11474.30567 8732.013968 318718.5098 102409.5799 许用122500
120.40 4.9286 29973.79187 许用39200 6.401898 12071.76462
0.3611 427 381
（5）最强在制动工况计算
前轴的动负荷(N)
G1d
前板簧单边动负荷N
P1d
前轮单边制动力N
T1
弹簧纵扭力矩N.cm
M1
σ 弹簧根部纵扭平均应力N/cm2
r
弹簧纵扭计算长度(CM)
Lr
弹簧根部总断面系数
∑w
卷耳根部应力
σ
主片断面积cm2
F
卷耳水平作用力(N)
P1x
(0.8×u×G整车质量+L轴距×G前轴静负荷/h重 心高度)/(L轴距/h重心高度-0.2u) (轴荷-非簧载)/2 0.5×ф×G1d T1(RC-7+A) （0.5×M1＋0.25Pd1×Lr)/∑w L-S n1×w1＋n2×w2 P1x×(（r＋a）/W+1/F)
6985.00 19200.00 5267.50 3454.50
2912dh16-010
2.00 4.00
4500～5500
35000～45000 1.67～1.83 1.67～1.83
备注
25.00 耳孔至弧表面 6.70 计算极限应力用 130.00 15.00 2.00 9.60 0.41 10.00 0.50 1.24 0.82