轻型货车前悬架设计说明书解析文档格式.docx

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按着以下的顺序完成了总体的设计。

（一）、前悬架静挠度fc1，前悬架钢板弹簧刚度c1

（2）、前悬架的动挠度fd1确定

（3）、货车前悬架钢板弹簧的主要参数的确定

（4）、钢板弹簧各片长度的确定

（5）（五）、钢板弹簧的刚度验算

（6）、钢板弹簧总成在自由状态弧高及曲率半径的核算

（7）、钢板弹簧总成弧高及的核算

（八）、钢板弹簧的强度的核算。

汽车满载总质量Q=2420kg

额定载荷为1030kg（g取10N/kg）

满载时前轴负荷占35%，后轴占65%

故满载时

前轴载荷为24201035%=8470N

后轴载荷为24201065%=15730N

空载时前轴负荷占50%，后轴占50%

设空载时质量为1390kg

故空载时

前轴载荷为13901050%=6950N

后轴载荷为13901050%=6950N

取载荷最大者（计算依据）

则前轴载荷为=8470N

后轴载荷为=15730N

1.根据车轴载荷，求出车轴簧下质量

悬架静载荷指的是车辆水平静置时单个悬架承受的垂直载荷，又叫悬挂质量或簧上质量。

悬架静载荷要分别计算空载和满载两种工况，下面是计算方法：

悬架静载荷=（轴载荷—簧下载荷）*1/2

其中：

簧下质量为总量的20%~25%

M1=Q21%=242021%=508kg

2.根据货车轴负荷求出簧上质量M2=Q0.79=24200.79=1912kg

前悬架单个簧上质量m=M2*0.35/2=1912/2=669kg

（1）.货车前轴负荷G1=15730N，则单个钢板弹簧的载荷：

Fw1=mg/2=3345N（g取10N/kg）

3.满载偏频nc

偏频为评判整车平顺性能的一个重要参数，在设计悬架初期就要先定义偏频的范围。

卡车满载偏频的范围nc=1.2~1.8HZ=72~108cycle/min，考虑到乘员乘坐舒适性的要求，一般客车前悬架的偏频低于前悬架的偏频。

所以针对自己所设计的轻型货车，货车满载时，前悬架偏频要求在1.50~2.10Hz，取满载偏频n1=1.70Hz。

根据满载偏频n，按式（3）求出满载静挠度fc（mm）

n=5/--------------------（3）

得fc=

则fc1=

fc1=86mm

故符合要求。

4.根据弹簧载荷G和静挠度fc，按式（4）求出予期夹紧刚度Ko

悬架的线刚度指的是车轮保持在地面上而车厢做垂直运动时，单位车厢位移下，悬架系统给车厢的总弹簧恢复力。

钢板弹簧作为悬架中的弹性元件，它自身的线刚度会影响到悬架的线刚度，从而影响车厢的位移量，这里用如下的公式计算板簧的线刚度。

悬架钢板弹簧刚度Ko（单位N/mm）

静挠度fc=Fw/Ko---------------（4）

得前悬架钢板弹簧刚度Ko=Fw/fc

Ko1=Fw1/fc1

=39N/mm

1．相关资料查得，fd1为60~90mm。

取fd1=90mm。

1．由总体设计数据可得，货车的轴距为2515mm。

货车前悬架钢板弹簧，L1=（0.26~0.35）轴距。

则取L1=2515*0.3=755mm

2．货车架钢板弹簧挠度增大系数。

根据n1（与主片等长的片数）n（总片数）按式（5）算出。

=1.5/[1.04（1+）]-----（5）

（1）前悬架钢板弹簧挠度增大系数

取U形螺栓中心距s=86mm。

取U行螺栓夹紧弹簧后的无效长度系数（刚性夹紧）k=0.5。

初选总片数n和主片数n1，建议前簧取n=6～8，n1=1或2。

片数少些有利于制造和装配，并可以降低片之间的干摩擦，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。

综合考虑此客车的行驶平顺性与静载荷，将板簧总片数n定为8，主片数n1定为2。

取n0=8，n1=2。

弹性模量E=2.06N/

挠度增大系数：

=1.5/[1.04（1+）]

=1.28

3.根据予期夹紧刚度Ko，初步确定弹簧各片断面尺寸b、h和片数n

根据Ko=K得

K=Ko/

k——无效长度系数，一般取0.4-0.6

S——U型螺栓夹紧距一般取80-130（mm）

K——弹簧自由刚度

再根据K=（48EJoα）/（δL3））

得Jo=KδL3/48Eα

E——钢材弹性模量，取E=2.06X105，N/mm2

α——经验修正系数，取0.9

Jo——总惯性矩

由上述公式计算前悬架钢板弹簧自由刚度和总惯性矩。

K1=Ko1/

其中k取0.5,S取90mm

计算得K1=32N/mm

Jo1=K1L13/48Eα

Jo1=321.287553/482.060.9

Jo1=1981mm4

4.根据式（6）计算出钢板弹簧片的厚度和宽度

Jo=bh3n/12（单位：

mm4）------（6）

b——各片宽度（mm）

h——各片厚度（mm）

n——总片数（前悬片数为8）

因为推荐片宽与片厚的比值b/h在6~10范围内选取，则取b/h=9。

则b=9h

Jo=9h48/12

h=

（1）.由上述公式计算前悬架钢板弹簧的厚度和宽度。

h1=

=4.26mm

根据国标GB1222-84得，

取h1为5mm

b1=9h1

取b1为45mm

1.货车前悬架钢板弹簧各片长度的确定

由前面计算得弹簧主片L1=755mm

由于各片等厚，可按比例计算出其他各片的长度：

第一片长L1=755mm

第二片长L2=672m

第三片长L3=589mm

第四片长L4=506mm

第五片长L5=423mm

第六片长L6=339mm

第七片长L7=256mm

第八片长L8=173mm

经验修正系数，取。

1.前悬钢板弹簧刚度：

则，

a2=42mm

a3=83mm

a4=125mm

a5=166mm

a6=208mm

a7=250mm

a8=291mm

因为等厚，等宽，所以每片的截面惯性矩相等。

则每片的截面惯性矩为，

J=bh3/12=312.5

Y1=1/J=0.0032

Y2=0.0016

Y3=0.0011

Y4=0.0008

Y5=0.00064

Y6=0.00053

Y7=0.000457

Y8=0.0004

＝219N/mm>

39N/mm

符合要求。

1.钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径

钢板弹簧总成自由弧高H0由满载弧高fa、静挠度fc及U型螺栓夹紧后引起的弧高变化△f三部分组成。

满载时，弧高fa（不包括卷耳半径）一般取10～30.。

（1）前悬架钢板弹簧弧高：

取fa1=10mm

且

=16.48

=112mm

前悬钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径＝636mm

钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径

2.钢板弹簧各片自由状态下曲率半径：

（1）.前悬架钢板弹簧各片自由状态下曲率半径

R1=769mm

R2=769mm

R3=769mm

R4=769mm

R5=585mm

R6=585mm

R7=585mm

R8=585mm

2.钢板弹簧各片自由状态下弧高：

如果第i片的片长为Li，则第i片弧高为

Hi/（8Ri）

前悬架钢板弹簧各片自由状态下弧高

H1=92.7mm

H2=73.4mm

H3=56.4mm

H4=41.6mm

H5=38.2mm

H6=24.6mm

H7=14mm

H8=6.4mm

钢板弹簧总成的弧高为

H0/（8R0）

（1）由上述公式可计算出前悬架钢板弹簧总成的弧高为

代入数据得

H1/（8R01）

H1＝102mm

所计算的结果与用所计算的结果H0=112mm相近，所以符合要求。

1.钢板弹簧卷耳和弹簧销的强度核算，卷耳处所受应力是由弯曲应力和拉（压）应力合成的应力，即

式中Fx为沿弹簧纵向作用在卷耳中心线上的力；

D为卷耳内径；

b为钢板弹簧宽度；

h1主片厚度。

对于钢板弹簧销，要验算钢板弹簧受静载荷时它受到的挤压应力，b卷耳处叶片宽；

d为钢板弹簧销直径，弹簧销许用应力MPa。

（1）前悬架钢板弹簧卷耳和弹簧销的强度核算。

卷耳内径D1=20mm.Fx1=Fw1/2

代入数值计算的，

=178MPa

<

[]=450MPa

符合要求，合格

Fs/（bd）

设弹簧销直径d1=20mm.

1.45MPa

4．设计小结

经过以上的计算得出了前悬架钢板弹簧弹簧片宽为60mm、片厚为8mm、片数为10，以及各片长度分别为L1=755mm，L2=672mm，L3=589mm，L4=506mm，L5=423mm，L6=339mm,L7=256mm,L8=173mm.前轴悬架间距离为2515mm.

整体钢板弹簧结构简单，便于加工，造价便宜。

总结

近五周的毕业设计终于结束了，通过这段日子的设计学习，自己的专业知识和独立思考问题的能力有了很大的提高，对我走向社会从事本专业工作有着深远的影响。

现在就此谈谈对本次毕业设计过程中的认识和体会。

首先，我学会了查阅资料和独立思考。

我的课题是悬架的设计。

其次，认识到实践的重要性。

这次设计我做了很多重复工作、无用功，但是这些重复工作和无用功积累了设计经验。

在设计的过程中，也出现了一些客观不足的问题，就是没有深入分析，不能根据实际的情况来作合适、客观地修改，难免有些缺点和不足，由于诸多原因，本次设计存在一些不足和有待改善的地方，希望老师能够看待。

致谢

本论文是在尊敬的裴老师的悉心指导下完成的，在本文选题、课题研究以及论文撰写过程中，裴老师都时常督促我，裴老师严谨的治学态度、渊博的学识、博大的胸怀和高度负责的为人风范，都令我收益匪浅。

老师在学术上给予我极大的支持，时常让我汇报课题研究进程，由于我在准备研究生考试，课题研究时间很仓促，故而存在很多缺点，裴老师包都给以极大的包涵，在此，谨向裴老师致以衷心的感谢。

2015年1月

参考文献

[1]余志生主编.汽车理论第四版.2006年清华大学

[2]陈家瑞.汽车构造第二版.2005年机械工业出版社

[3]王望予主编.汽车设计第四版.2006年北京机械工业出版社

[4]孙恒主编.机械原理.高等教育出版社