汽车悬架系统弹性元件的参数程序化设计
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ｅｆｃ ｅ ｃ ｆ ｉｎ ｙ ｉ
Ｋｅ ｒ ：ｓ ｆ ｒ ｅ ｉ ｎ； ｅａ ｔ ｌ ｍｅ ｔ ； ｐ ｏ ｒ ｍｍｅ ｙ ｗｏ ｄｓ ｏ ｔ ｅｄ ｓｇ ｗａ ｌ ｓｉ ｅ ｅ ｎ ｓ ｃ ｒｇａ ｒ
１引言
悬 架是 现 代 汽 车上 重 要 的 总成 之 一 ，它 把 车 架 （ 车 身 ）与 车 轴 （ 车 轮 ）弹 性 连 接 起 来 。 或 或 其 主要 任 务 是传 递 作 用在 车 轮 与 车架 之 间 的一 切 力 和力 矩 ，并且 缓 和 由不 平 路 面传 给 车 身 （ 车 或
改 变 又 会 影 响 到钢 板 弹簧 垂 直 刚度 ｃ 的变 化 ，也 就 是 影 响 汽 车 的平 顺 性 变 化 。其 中 ，片厚 ｈ 化 变 对 钢板 弹簧 总惯 性矩 影 响最 大 。
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６ 加 以修正。因此 ，可根据修正后 的简支梁公式计
但 因为主片ｌ作 条件恶劣 ，为了加强主片及 丁 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。 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
式 中 ：Ｓ Ｕ形 螺栓 中 心距 （＇ ） 为考 虑 为 ｎｌ ；ｋ ｌ ｎ
径 ）连 线 间的最 大高 度差 （ 上 图 ） 如 ，称 为钢 板 弹
．
ｌ
Ｊ
气缸 室
油缸 液
／ 寸
ＩＩ： ｌ
．
簧 总成 在 自由状态 下 的弧高 ，用下 式计 算 ：
Ｈ＝ ｏ ＋ ， △厂 ）
图 ４ 油气 弹簧结构简网
式 中 ： 为静挠度 ；ｆ为满载弧高 ；Ａ 为钢 ａ ｆ 板弹簧总成用 ｕ 形螺栓夹紧后引起 的弧高变化。
算 钢 板 弹 簧 所 需 要 的总 惯 性 矩 ＿。对 于对 称 钢 板 ， Ｏ 弹簧 ：
Ｊ：『（— Ｓ ｃ］ ８ ｏ ， ｋ ）。 ／ Ｅ， Ｊ ６４
片厚 ｈ 选择的要求 ：
： ｉ ＮＤ 片厚 ｈ ｌ ，可 以减少 片数 ／ ７ ， ； 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 ；
轿车 ： ＝ （． ～ ． ）轴距 ； ０ ００ ５ ４ ５
货 车 ：前 悬架 ：Ｌ （．６ ０３ ）轴距 ； ＝ ０２～ ． ５ 后悬 架 ： ＝ （．５ ０４ ）轴距 。 ０３— ． ５ 注 ：应 尽 可能将 钢 板 弹簧取 长些 的原 因如下 ：
因此 ，推荐片宽与片厚 的比值 ｂ ６ １ 范 ／ 在 ～０ ｈ
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｓ ｓ ｓ ｅ ｓｏ ｙ ｔ ｍ ｌ ｂ ｅ ｉ ｎ ｄ ｂ ｏｔ ｒ ａ ａ ｔｒ ｆｅ ａ ｔｃ ｅ ｅ ｎ ｓｏ ｈ ｒ ｇ ａ ｄ ｓｇ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｗｏ ｋ ｏ ｔａ ｔ ｉ ｕ ｐ ｎ ｉ ｎ ｓ ｓｅ ｗｉ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｙ ｓ ｆｗａ ｅ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｏ ｌｓ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｆｔ ｅ ｐ ｏ ｒ ｍ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｉ ｒ ｖ ｒ ｆ ｌ
２ ０Ｎ／ ｍ ５ ａ ｒ 。
钢板弹簧平均厚度 ｈ ：
当 Ｏ ，钢板弹簧在对称位置上工作 ，为 ＝时
了在 车 架 高度 已限 定 时 能 得 到 足 够 的支 挠 度 值 ，
常取 ＝ Ｏ ２ ｍｍ。 ｌ～ ０
ｈ＝ ２ Ｊ 。 ／
，
＝
（ ｋ） ］ 一ｓ 。 ｚ
ｍ —簧 载质 量 。 — 悬 架 的静 挠度 与簧 载 质量 和悬 架 刚度 的关 系
为 ： ＝ ｇＣ， ｍ／
代人 上式 （ ｇ ９ １ｍ ｓ 取 ＝ ８ｃ ／ 代入 ）可 得 ：
５ ／ ｆ－ ｇ ｃ
能 ，并能避免在悬架 的压缩或伸张行程极限点发
生 硬 冲击 。
得 到三 角形 的钢 板 弹簧展 开 图。
式 中，
］ 为许用弯 曲应力。
对 于 ５ＳＭｎ Ｂ或 ６ Ｓ： 等 材 料 ，表 面经 喷 ５ｉ Ｖ ０ｉ Ｍｎ
丸处理后 ，推荐 【 在下列范围 内选取 ；前弹簧 ０］ ｒ
与开 发
，，１
／ ／ Ｉ Ｉ
ｌ
Ｉ Ｉ
Ｉ
如果存在与主片等长的重叠片 ，就从 Ｂ 点到最后
一
个 重 叠 片 的上 侧边 端 点一 直 线 ，此 直 线 与各 片 各片 实际 长度尺 寸需 经 圆整 后确 定 。 （ ）钢 板 弹簧 总 成 在 自由状 态 下 的弧 高 及 曲 ５
上侧 边 的交 点 即为各 片长度 。
率半径计算 ，如图２ 所示 。
之 间 的距 离 。
在 总 布 置 可 能 的条 件 下 ，应 尽 可 能将 钢 板 弹 簧取 长些 。
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 问 的摩 擦 弹 簧 的总厚 。
推荐在下列范围内选用钢板弹簧 的长度 ：
叶 １ 片
图２ 钢板弹簧总成在 自由状态 下的弧高及 曲率半径 图３ 钢板弹簧参 数程 序界 面
１ ）钢板 弹簧 总成 在 自由状态 下 的弧高 钢 板 弹 簧各 片装 配 后 ，在 预压 缩 和 Ｕ形螺 栓 夹 紧前 ，其 主 片 上表 面 与两 端 （ 不包 括 卷 耳孔 半
有 了 九 以后 ，再选钢板弹簧的片宽ｂ 。
片宽 ｂ 对汽 车性 能 的影 响如下 ： 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 。前 悬 架
（ ）钢板弹簧长度 ， ２ Ｊ 的确定
钢 板 弹簧 长度 ， 指 弹 簧 伸 直 后 两 卷 耳 中心 Ｊ 是
酝 一
Ｉ／ — Ｉ ／ ，
１
；
ｌ Ｉ ｌ
图 １ 钢板弹簧各片长度 的确定
Ａ Ｂ线 与 各 叶 片上 侧 边 的交 点 即为 各 片 长度 ，
３ 油气弹簧的参数 程序化设计
油 气 弹 簧 是 以油 液 传 递 压 力 、用 惰 性 气 体 （ 常为 氮气 ）作 为弹性 介质 ，悬 架油 缸 内部 的节 通 流 孔 、单 向阀等 作 为 减振 器 元 件 的弹性 元 件 。单 气 室油气 弹簧 的结构 如 图 ４ 。
Ａｕ ｏ ｏ ｉ ｅＳ ｓ ｅ ｓｏ ａ ｔｃＥｌｍ ｅ ｔ ｆｔ ｅＤｅ ｉ ｎ Ｐａ ａ ｅｅ ｓ ｔ ｍ ｔ ｕ ｐ ｎ ｉ ｎ Ｅｌ ｓｉ ｅ ｎ ｓｇ ｒ ｍ ｔ ｒ ｖ ｏ ｈ
ｏ ｏ ｅ ｅ ｆＰｒ ｃ ｄｒ ｓ
ＺＨＯＵ Ｇｕｉ ｆ ｎ ， Ｗ ＡＮＧ —ｅ ｇ Ｙｕ—ｇ ｎ ａ ｇ， ＺＨＡＮＧ ｎ —ｍｅ Ｄｏ ｇ ｉ （ ｈ ｐ ｃａ Ｖｅ ｉｌｓ ． ｔ ，Ｔ ｉｎＳ ａ ｅ ａａ ７１ ０ Ｔ ｅＳ ｅ ｉｌ ｈｃｅ ，Ｌ ｄ ａａ ｐ ｃ ，Ｔ ｉｎ２ ０ ０，Ｃ ｉａ） Ｃｏ ｈｎ
动 ，以保证 汽 车平顺 的行 驶 。 悬 架 由 弹性 元 件 、减 振 器 和 导 向机 构 组 成 。
式 中 ：卜
悬 架 刚度 ，
弹性元件包括钢板弹簧 、螺旋 弹簧 、扭杆 弹簧 、 气体 弹簧 、橡胶 弹簧等。其作用是 ：避免道路冲
击力 直接 传到 车架 、车 身 ，并 缓和 冲击力 。 通 过 合理 设 计 悬 架 的弹 性 特性 及 阻 尼 特性 确 保 汽 车具 有 良好 的行 驶平 顺 性 ，即具 有 较 低 的振 动 频 率 、较 小 的振 动 加 速 度 值 和 合 适 的减 振 性
ｌ １
Ｉ
ｌ ｌ
ｒ＼
Ｉ ＼ 、 Ｉ ＼ 、
Ａ
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：
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ｆ Ｉｌ Ｉ Ｉ ／ Ｉ ／ —
收稿 日期 ：２ １ —０ ０ １ ２—２ ５
是 指钢 板 弹簧 装 到 车 轴 （ ） 桥
研 究 与
上 ，汽车满载 时钢板弹簧主片上表面与两端 （ 不
包括 卷耳 半 径 ）连线 间的最 大高度 差 。 用 来保 证 汽车具 有 给定 的高 度 。
和平衡悬架弹簧为 ３ ０ ４０ ／ ｍ ；后副簧为 ２０ ５～ ５ Ｎｒ ａ ２～
为 了防止在不平路面上行使时经常冲击缓 冲
在悬架系统 的设计中 ，弹性元件 的设计是至
关 重 要 的一 个 环 节 ，同 时 又是 繁琐 复 杂 的 工作 ，
块 ，悬架还必须具备足够的动挠度 。
２２ ．钢板弹簧主要参数和尺寸的确定 （ ）满载弧高 １
满载弧高
．
为此 ，基于 Ｖｓａ Ｂ ｓ 平台 ，根据 自身的设计经 ｉ ｌ ａｉ ｕ ｃ 验 ，研发了几种弹性元件 的参数程序设计 ，将设
ｕ形螺栓夹紧弹簧后的无效长度系数 （ 如刚性夹
紧 ，取 ｋ ０５ ＝ ．，挠性 夹 紧 ，取 ｋ ０ ；Ｃ 钢板 弹簧 ＝） 为
垂 直 刚度 （／ Ｎ ｍｍ） ＝ ｗ ｃ 为 挠 度 增 大 系 数 ，Ｃ Ｆ ／ ；６ ｆ
（ 先确 定 与 主片 等长 的重叠 片数 凡，再 估计 一 个 总 片 数 ｎ， 求 得 叼： ， 。 然 后 用 ６ １ ／１ ４ （ ＋ 。 ／ ， ｍ ＝ ． ［． ５ ０ １ ０５ ． ）］ 初定 ；Ｅ为材料 的 弹性模 量 。 钢板 弹簧 总截 面 系数 用 下式 计算 ：
计 过 程 中的参 数 、公 式 文 字化 ，利 用软 件 自身 的
计算、选择功能将繁琐的计算公式简单化。
２ 钢板弹簧的参数程序化设计
２ １ 架动挠 度 和静挠 度 的选择 ．悬
车身 的振动 频率 （ 亦称 偏频 ）为 ：
１ ｎ ‘１ ｊ ， — 一 Ｔ ｍ
身 ）的冲击载荷 ，衰减由此引起的承载系统 的振
，
３１ ．油气 弹簧 主要 参数 的确 定 （）气室 缸与 油液缸 直径 的确定 １
（ 开 与发
的参数程序
张 东梅
（ 泰安航天特种车有限公 司， 山东泰安 ２ １ ０ ） ７０ ０
摘要 ：通过软件设计使汽车悬架弹性元件的设计计 算实现程序化 ，提高设计效率 。
关键词 ：软件设计 ；弹性元件 ；程序化 中图分类号 ：Ｕ ６ ４ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ０ ９—９９ ２ １） 一０ ５ ４ ２（０２ 叭 ０ ２—０ ５
一
力 ，提高使用寿命 ； ②降低弹簧刚度 ，改善汽车平顺性 ； ③在垂 直刚度 ｃ 给定 的条件 下 ，又能 明显增 加钢 板 弹簧 的纵 向角 刚度 。
（ ）钢 板 断面 尺寸 及 片数 的确定 ３ １ ）钢 板 断面宽 度 ｂ 的确 定
，
都 影 响 到 总 惯 性 矩 的变 化 ；总 惯性 矩 ．的 ， ０
围 内选 取 。 ２ ）钢 板 弹簧 片厚 ｈ的选 择
① 增 加钢 板 弹簧 长 度 能显 著 降低 弹 簧应
矩形断 面等厚钢板弹簧的总惯性矩 用下式
计算 ： Ｊ＝ｎｈ／２ 为钢 板 弹簧 片数 。 ｏ ｂ。 ，ｎ １ 说 明 ：改 变 片 数 ｒ ｂ 、片 宽 ｂ 片 厚 三 者 之 和
≥［ （ 一 ｓ ／［＂ ， ）］ ｏ ］ ４
钢 板 断 面 尺 寸 ｂ ｈ 符 合 国产 型 材 规 格 尺 和 应
寸。
（）钢板 弹簧 各 片长度 的确 定 （ 图 １ ４ 如 ）
将各 片厚度 ｈ的立方值 。 同一 比例尺沿纵 。 。 按 坐标绘制在 图上 。 沿横坐标量出主片长度的一半 Ｌ 和 ｕ Ｉ ２ 形螺栓 中心距 的一半ｓ ，得到 Ａ 两点 ，连接 Ａ ／ ２ 、Ｂ 、Ｂ即
Ｋｅ ｒ ：ｓ ｆ ｒ ｅ ｉ ｎ； ｅａ ｔ ｌ ｍｅ ｔ ； ｐ ｏ ｒ ｍｍｅ ｙ ｗｏ ｄｓ ｏ ｔ ｅｄ ｓｇ ｗａ ｌ ｓｉ ｅ ｅ ｎ ｓ ｃ ｒｇａ ｒ
１引言
悬 架是 现 代 汽 车上 重 要 的 总成 之 一 ，它 把 车 架 （ 车 身 ）与 车 轴 （ 车 轮 ）弹 性 连 接 起 来 。 或 或 其 主要 任 务 是传 递 作 用在 车 轮 与 车架 之 间 的一 切 力 和力 矩 ，并且 缓 和 由不 平 路 面传 给 车 身 （ 车 或
改 变 又 会 影 响 到钢 板 弹簧 垂 直 刚度 ｃ 的变 化 ，也 就 是 影 响 汽 车 的平 顺 性 变 化 。其 中 ，片厚 ｈ 化 变 对 钢板 弹簧 总惯 性矩 影 响最 大 。
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６ 加 以修正。因此 ，可根据修正后 的简支梁公式计
但 因为主片ｌ作 条件恶劣 ，为了加强主片及 丁 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。 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
式 中 ：Ｓ Ｕ形 螺栓 中 心距 （＇ ） 为考 虑 为 ｎｌ ；ｋ ｌ ｎ
径 ）连 线 间的最 大高 度差 （ 上 图 ） 如 ，称 为钢 板 弹
．
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Ｊ
气缸 室
油缸 液
／ 寸
ＩＩ： ｌ
．
簧 总成 在 自由状态 下 的弧高 ，用下 式计 算 ：
Ｈ＝ ｏ ＋ ， △厂 ）
图 ４ 油气 弹簧结构简网
式 中 ： 为静挠度 ；ｆ为满载弧高 ；Ａ 为钢 ａ ｆ 板弹簧总成用 ｕ 形螺栓夹紧后引起 的弧高变化。
算 钢 板 弹 簧 所 需 要 的总 惯 性 矩 ＿。对 于对 称 钢 板 ， Ｏ 弹簧 ：
Ｊ：『（— Ｓ ｃ］ ８ ｏ ， ｋ ）。 ／ Ｅ， Ｊ ６４
片厚 ｈ 选择的要求 ：
： ｉ ＮＤ 片厚 ｈ ｌ ，可 以减少 片数 ／ ７ ， ； 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 ；
轿车 ： ＝ （． ～ ． ）轴距 ； ０ ００ ５ ４ ５
货 车 ：前 悬架 ：Ｌ （．６ ０３ ）轴距 ； ＝ ０２～ ． ５ 后悬 架 ： ＝ （．５ ０４ ）轴距 。 ０３— ． ５ 注 ：应 尽 可能将 钢 板 弹簧取 长些 的原 因如下 ：
因此 ，推荐片宽与片厚 的比值 ｂ ６ １ 范 ／ 在 ～０ ｈ
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｓ ｓ ｓ ｅ ｓｏ ｙ ｔ ｍ ｌ ｂ ｅ ｉ ｎ ｄ ｂ ｏｔ ｒ ａ ａ ｔｒ ｆｅ ａ ｔｃ ｅ ｅ ｎ ｓｏ ｈ ｒ ｇ ａ ｄ ｓｇ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｗｏ ｋ ｏ ｔａ ｔ ｉ ｕ ｐ ｎ ｉ ｎ ｓ ｓｅ ｗｉ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｙ ｓ ｆｗａ ｅ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｏ ｌｓ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｆｔ ｅ ｐ ｏ ｒ ｍ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｉ ｒ ｖ ｒ ｆ ｌ
２ ０Ｎ／ ｍ ５ ａ ｒ 。
钢板弹簧平均厚度 ｈ ：
当 Ｏ ，钢板弹簧在对称位置上工作 ，为 ＝时
了在 车 架 高度 已限 定 时 能 得 到 足 够 的支 挠 度 值 ，
常取 ＝ Ｏ ２ ｍｍ。 ｌ～ ０
ｈ＝ ２ Ｊ 。 ／
，
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（ ｋ） ］ 一ｓ 。 ｚ
ｍ —簧 载质 量 。 — 悬 架 的静 挠度 与簧 载 质量 和悬 架 刚度 的关 系
为 ： ＝ ｇＣ， ｍ／
代人 上式 （ ｇ ９ １ｍ ｓ 取 ＝ ８ｃ ／ 代入 ）可 得 ：
５ ／ ｆ－ ｇ ｃ
能 ，并能避免在悬架 的压缩或伸张行程极限点发
生 硬 冲击 。
得 到三 角形 的钢 板 弹簧展 开 图。
式 中，
］ 为许用弯 曲应力。
对 于 ５ＳＭｎ Ｂ或 ６ Ｓ： 等 材 料 ，表 面经 喷 ５ｉ Ｖ ０ｉ Ｍｎ
丸处理后 ，推荐 【 在下列范围 内选取 ；前弹簧 ０］ ｒ
与开 发
，，１
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如果存在与主片等长的重叠片 ，就从 Ｂ 点到最后
一
个 重 叠 片 的上 侧边 端 点一 直 线 ，此 直 线 与各 片 各片 实际 长度尺 寸需 经 圆整 后确 定 。 （ ）钢 板 弹簧 总 成 在 自由状 态 下 的弧 高 及 曲 ５
上侧 边 的交 点 即为各 片长度 。
率半径计算 ，如图２ 所示 。
之 间 的距 离 。
在 总 布 置 可 能 的条 件 下 ，应 尽 可 能将 钢 板 弹 簧取 长些 。
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 问 的摩 擦 弹 簧 的总厚 。
推荐在下列范围内选用钢板弹簧 的长度 ：
叶 １ 片
图２ 钢板弹簧总成在 自由状态 下的弧高及 曲率半径 图３ 钢板弹簧参 数程 序界 面
１ ）钢板 弹簧 总成 在 自由状态 下 的弧高 钢 板 弹 簧各 片装 配 后 ，在 预压 缩 和 Ｕ形螺 栓 夹 紧前 ，其 主 片 上表 面 与两 端 （ 不包 括 卷 耳孔 半
有 了 九 以后 ，再选钢板弹簧的片宽ｂ 。
片宽 ｂ 对汽 车性 能 的影 响如下 ： 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 。前 悬 架
（ ）钢板弹簧长度 ， ２ Ｊ 的确定
钢 板 弹簧 长度 ， 指 弹 簧 伸 直 后 两 卷 耳 中心 Ｊ 是
酝 一
Ｉ／ — Ｉ ／ ，
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图 １ 钢板弹簧各片长度 的确定
Ａ Ｂ线 与 各 叶 片上 侧 边 的交 点 即为 各 片 长度 ，
３ 油气弹簧的参数 程序化设计
油 气 弹 簧 是 以油 液 传 递 压 力 、用 惰 性 气 体 （ 常为 氮气 ）作 为弹性 介质 ，悬 架油 缸 内部 的节 通 流 孔 、单 向阀等 作 为 减振 器 元 件 的弹性 元 件 。单 气 室油气 弹簧 的结构 如 图 ４ 。
Ａｕ ｏ ｏ ｉ ｅＳ ｓ ｅ ｓｏ ａ ｔｃＥｌｍ ｅ ｔ ｆｔ ｅＤｅ ｉ ｎ Ｐａ ａ ｅｅ ｓ ｔ ｍ ｔ ｕ ｐ ｎ ｉ ｎ Ｅｌ ｓｉ ｅ ｎ ｓｇ ｒ ｍ ｔ ｒ ｖ ｏ ｈ
ｏ ｏ ｅ ｅ ｆＰｒ ｃ ｄｒ ｓ
ＺＨＯＵ Ｇｕｉ ｆ ｎ ， Ｗ ＡＮＧ —ｅ ｇ Ｙｕ—ｇ ｎ ａ ｇ， ＺＨＡＮＧ ｎ —ｍｅ Ｄｏ ｇ ｉ （ ｈ ｐ ｃａ Ｖｅ ｉｌｓ ． ｔ ，Ｔ ｉｎＳ ａ ｅ ａａ ７１ ０ Ｔ ｅＳ ｅ ｉｌ ｈｃｅ ，Ｌ ｄ ａａ ｐ ｃ ，Ｔ ｉｎ２ ０ ０，Ｃ ｉａ） Ｃｏ ｈｎ
动 ，以保证 汽 车平顺 的行 驶 。 悬 架 由 弹性 元 件 、减 振 器 和 导 向机 构 组 成 。
式 中 ：卜
悬 架 刚度 ，
弹性元件包括钢板弹簧 、螺旋 弹簧 、扭杆 弹簧 、 气体 弹簧 、橡胶 弹簧等。其作用是 ：避免道路冲
击力 直接 传到 车架 、车 身 ，并 缓和 冲击力 。 通 过 合理 设 计 悬 架 的弹 性 特性 及 阻 尼 特性 确 保 汽 车具 有 良好 的行 驶平 顺 性 ，即具 有 较 低 的振 动 频 率 、较 小 的振 动 加 速 度 值 和 合 适 的减 振 性
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收稿 日期 ：２ １ —０ ０ １ ２—２ ５
是 指钢 板 弹簧 装 到 车 轴 （ ） 桥
研 究 与
上 ，汽车满载 时钢板弹簧主片上表面与两端 （ 不
包括 卷耳 半 径 ）连线 间的最 大高度 差 。 用 来保 证 汽车具 有 给定 的高 度 。
和平衡悬架弹簧为 ３ ０ ４０ ／ ｍ ；后副簧为 ２０ ５～ ５ Ｎｒ ａ ２～
为 了防止在不平路面上行使时经常冲击缓 冲
在悬架系统 的设计中 ，弹性元件 的设计是至
关 重 要 的一 个 环 节 ，同 时 又是 繁琐 复 杂 的 工作 ，
块 ，悬架还必须具备足够的动挠度 。
２２ ．钢板弹簧主要参数和尺寸的确定 （ ）满载弧高 １
满载弧高
．
为此 ，基于 Ｖｓａ Ｂ ｓ 平台 ，根据 自身的设计经 ｉ ｌ ａｉ ｕ ｃ 验 ，研发了几种弹性元件 的参数程序设计 ，将设
ｕ形螺栓夹紧弹簧后的无效长度系数 （ 如刚性夹
紧 ，取 ｋ ０５ ＝ ．，挠性 夹 紧 ，取 ｋ ０ ；Ｃ 钢板 弹簧 ＝） 为
垂 直 刚度 （／ Ｎ ｍｍ） ＝ ｗ ｃ 为 挠 度 增 大 系 数 ，Ｃ Ｆ ／ ；６ ｆ
（ 先确 定 与 主片 等长 的重叠 片数 凡，再 估计 一 个 总 片 数 ｎ， 求 得 叼： ， 。 然 后 用 ６ １ ／１ ４ （ ＋ 。 ／ ， ｍ ＝ ． ［． ５ ０ １ ０５ ． ）］ 初定 ；Ｅ为材料 的 弹性模 量 。 钢板 弹簧 总截 面 系数 用 下式 计算 ：
计 过 程 中的参 数 、公 式 文 字化 ，利 用软 件 自身 的
计算、选择功能将繁琐的计算公式简单化。
２ 钢板弹簧的参数程序化设计
２ １ 架动挠 度 和静挠 度 的选择 ．悬
车身 的振动 频率 （ 亦称 偏频 ）为 ：
１ ｎ ‘１ ｊ ， — 一 Ｔ ｍ
身 ）的冲击载荷 ，衰减由此引起的承载系统 的振
，
３１ ．油气 弹簧 主要 参数 的确 定 （）气室 缸与 油液缸 直径 的确定 １
（ 开 与发
的参数程序
张 东梅
（ 泰安航天特种车有限公 司， 山东泰安 ２ １ ０ ） ７０ ０
摘要 ：通过软件设计使汽车悬架弹性元件的设计计 算实现程序化 ，提高设计效率 。
关键词 ：软件设计 ；弹性元件 ；程序化 中图分类号 ：Ｕ ６ ４ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ０ ９—９９ ２ １） 一０ ５ ４ ２（０２ 叭 ０ ２—０ ５
一
力 ，提高使用寿命 ； ②降低弹簧刚度 ，改善汽车平顺性 ； ③在垂 直刚度 ｃ 给定 的条件 下 ，又能 明显增 加钢 板 弹簧 的纵 向角 刚度 。
（ ）钢 板 断面 尺寸 及 片数 的确定 ３ １ ）钢 板 断面宽 度 ｂ 的确 定
，
都 影 响 到 总 惯 性 矩 的变 化 ；总 惯性 矩 ．的 ， ０
围 内选 取 。 ２ ）钢 板 弹簧 片厚 ｈ的选 择
① 增 加钢 板 弹簧 长 度 能显 著 降低 弹 簧应
矩形断 面等厚钢板弹簧的总惯性矩 用下式
计算 ： Ｊ＝ｎｈ／２ 为钢 板 弹簧 片数 。 ｏ ｂ。 ，ｎ １ 说 明 ：改 变 片 数 ｒ ｂ 、片 宽 ｂ 片 厚 三 者 之 和
≥［ （ 一 ｓ ／［＂ ， ）］ ｏ ］ ４
钢 板 断 面 尺 寸 ｂ ｈ 符 合 国产 型 材 规 格 尺 和 应
寸。
（）钢板 弹簧 各 片长度 的确 定 （ 图 １ ４ 如 ）
将各 片厚度 ｈ的立方值 。 同一 比例尺沿纵 。 。 按 坐标绘制在 图上 。 沿横坐标量出主片长度的一半 Ｌ 和 ｕ Ｉ ２ 形螺栓 中心距 的一半ｓ ，得到 Ａ 两点 ，连接 Ａ ／ ２ 、Ｂ 、Ｂ即