悬架系统设计计算书

悬架系统设计计算书,,,,,,,

悬架系统设计的输入条件,,,,,,,

项目,,参数值,备注,,,,

质心位置,空载质心高（mm）,475,设计参数,,,,

,半载质心高（mm）,460,设计参数,,,,

,满载质心高（mm）,452,设计参数,,,,

,空载质心到前轴距离（mm）,819.15,总体提供,,,,

,半载质心到前轴距离（mm）,857.96,总体提供,,,,

,满载质心到前轴距离（mm）,950.34,总体提供,,,,

前轮距（mm）,,900,总体提供,,,,

后轮距（mm）,,900,总体提供,,,,

轴距（mm）,,1905,总体提供,,,,

整车整备质量（kg）,,200,总体提供,,,,

最大总质量（kg）,,300,总体提供,,,,

前轴荷（kg）,空载,114,总体提供,,,,

,半载,147.2928,总体提供,,,,

,满载,150.33,总体提供,,,,

后轴荷（kg）,空载,86,总体提供,,,,

,半载,120.7072,总体提供,,,,

,满载,149.67,总体提供,,,,

单侧前悬架非簧载质量（kg）,,9,设计参数,,,,

单侧后悬架非簧载质量（kg）,,10,设计参数,,,,

前悬侧倾心高mm,,10.69,设计参数,,,,

后悬侧倾心高mm,,57.45,设计参数,,,,

1、悬架刚度、偏频和静挠度的计算,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

1.1、前悬架刚度、偏频和静挠度的计算,,,,,,,

,,,,,,,,

1、前悬架的刚度计算,,,,,,,

满载偏频,前悬满载簧载质量,前悬架的刚度,,,,,

n,m,K（N/mm）,,,,,

1.4,66.165,5.11969541,,,,,

2、前悬架的偏频计算,,,,,,,

,空载,半载,满载,,,,

nHz,1.643696318,1.416348179,1.4,,,,

3、前悬架静挠度的计算,,,,,,,

,空载,半载,满载（静挠度f）,,,,

前悬架垂向变形量（mm）,91.88046599,123.7446116,126.6514798,,,,

1.2、后悬架刚度、偏频和静挠度的计算,,,,,,,

1、后悬架的刚度计算,,,,,,,

满载偏频,后悬满载簧载质量,后悬架的刚度N/mm,,,,,

1.5,64.835,5.759062199,,,,,

2、后悬架的偏频计算,,,,,,,

项目,空载,半载,满载,,,,

nHz,2.102514762,1.702083104,1.5,,,,

3、后悬架静挠度的计算,,,,,,,

,空载,半载,满载（静挠度f）,,,,

前悬架垂向变形量（mm）,56.15497608,85.68500616,110.3275113,,,,

,,,,,,,,

2、弹簧刚度计算,,,,,,,

,,,,,,,,

2.1、前悬架弹簧刚度计算,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,1001986.02,

,,,,,,972657.23,

,,,,,,1.119596098,

,,,,,,,,

b,n,l,p,,,,

255.7,255.7,3803.9,3918.6,,,,

弹簧与下摆臂垂线的夹角(空间)a、rad,13.2,0.230383457,,,,,

弹簧的刚度N/mm,5.731991004,,,,,,

,5.731991004,,,,,,

考虑在悬架系统中衬套的刚度约为悬架刚度的15%～30％；共有衬套2个；这里取值为15%,,,,,,,

,,,,,,,,

所以前弹簧的刚度CsfN/mm,4.872192353,,,,855.3541605,218.79,1074.14416

,4.872192353,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

前悬架弹簧钢丝直径计算,,,,,,,

根据刘惟信主编的《汽车设计》P489，弹簧的刚度计算公式：,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

——弹簧材料的剪切弹性模量，这里由于弹簧的材料为合金弹簧钢丝，所以，取为80000MPa；,,,,,,,

,,,,,,,,

——弹簧工作圈数，初取6.0圈；,,,,,,,

,,,,,,,

——弹簧中径，初取130mm；,,,,,,,

,,,,,,,

——弹簧钢丝直径，mm。,,,,,,,

,,,,,,,,

由公式（5）可以得的计算公式如下,,,,,,,

,,,,,,,,

,,吉大仿真前弹簧的刚度N/mm,4.872192353,,,,

,,,,,,,,

,80000,,,,,,

,,,,,,,,

,6,,,,,,

,,,,,,,,

,130,,,,,,

,,,,,,,,

,8.952131093,,8.952131093,,,,

,,,,,,,,

弹簧钢丝直径为：,10.mm,,,,,,

2.2、后悬架弹簧刚度计算,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,1.147731552,

,,,,,,,,

,,,,,,122815.2,

,,,,,,114683.6,

,,,,,,0.999610115,

b,n,l,p,,,,

327.2,350.5,350.5,350.4,,,,

弹簧与与下摆臂垂线的夹角(空间)arad,1.6,0.027925268,,,,,

弹簧的刚度N/mm,6.609857394,,,,,,

,6.609857394,,,,,,

考虑在悬架系统中衬套的刚度约为悬架刚度的15%～30％；这里取值为15%,,,,,,,

,,,,,,,,

所以后弹簧的刚度CsrN/mm,4.957393046,,856.4683012,,219.02,1075.488301,

,4.957393046,,,,,,

后悬架弹簧钢丝直径计算,,,,,,,

同样根据下面的公式,,,,,,,

,,吉大仿真后弹簧的刚度N/mm,4.957393046,,,,

,80000,,,,,,

,,,,,,,,

,6,,,,,,

,,,,,,,,

,110,,,,,,

,,,,,,,,

,7.932236692,,7.932236692,,,,

弹簧钢丝直径为：,8.0mm,,,,,,

,,,,,,,,

3、侧倾计算,,,,,,,

,,,,,,,,

3.1、整车侧倾角刚度,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

侧倾刚度是指在侧倾角不大的饿情况下，车身倾斜单位角度所必需的力矩，根据汽车工程手册P796：侧向加速度为0.5g时，整车的侧倾角2o~5o的范围内。这里我们取侧向加速度为0.5g时，车身的侧向角为2.5o来计算悬架的刚度。整车的侧倾示意图如下：,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

"如上图所示，簧上质量质心所在横向平面内的侧倾轴到地面的高度为h，前后悬架的侧倾角刚度分别为，，整车质心高度为H，整车侧倾角刚度为，前悬架的侧倾中心高度为h1后悬架的侧倾中心高度为h2，簧上质量为m,，侧向加速度为μ，质心到前后轴的距离为Ｌ1，Ｌ2则",,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,h1,h2,L1,,L2,,

,10.69,57.45,857.96,,1047.04,,

簧上质量质心所在横向平面内的侧倾轴到地面的高度hmm,31.74942761,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

绕侧倾轴的力矩平衡为,,,,,,,

,,,,,,,

由于这里侧倾角θ很小，所以上述方程可以简化为：,,,,,,,

而整车的侧倾角刚度为前后悬架的侧倾角刚度之和，即：,,,,,,,

,,,,,,,,

满载簧载质量,262,,,,,,

"侧向加速度μg为重力加速度,取g=9.8m/s2μ=0.4gm/s2",4.9,,,,,,

侧倾角度rad,0.043633231,,,,,,

满载整车簧上质量质心高度Hmm,452,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

整车的侧倾角刚度N•mm/rad,13443870.11,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,7842257.562,,5601612.544,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

3.2

前后悬架侧倾角刚度,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

1

前悬架螺旋弹簧作用的侧倾角刚度,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

弹簧中心线与下控制臂的垂线的夹角,deg,rad,,,,,

a,13.2,0.230383457,,,,,

参数,l,p,b,,n,,

,3803.9,3918.6,255.7,,255.7,,

,,,,,,,,

前悬架的侧倾角刚度N.mm/rad,1762455.145,,,,,,

,,,,,,,,

考虑衬套扭转时的刚度有约为15％~20%的影响；,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

2.前横向稳定杆刚度计算,,,,,,,

前悬架横向稳定杆的机构简图如下,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

横向稳定杆自身的角刚度计算可根据下面的公式，具体参数可由横向稳定杆简图得出：,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

式中：E：材料的弹性模量，N/mm2；,206000,,,,,,

：稳定杆的截面惯性矩，,1198.42247,,,,,,

,,,,,,,,

d：稳定杆的直径，这里初步取：,12.5,,,,,,

其余参数由上图可得：,,,,,,,

L1mm,108.8,,,,,,

L2mm,69.1,,,,,,

Lmm,475.6,,,,,,

amm,84,,,,,,

bmm,38,,,,,,

cmm,115.8,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

横向稳定杆自身的角刚度N•mm/rad,11679023.12,,,,,,

,,,,,,,,

由于连接处橡胶件的变形，稳定杆的侧倾角刚度会减小约15％～30％。这里取20％，因此，横向稳定杆作用的侧倾角刚度,,,,,,,

,,,,,,,,

,9343218.495,,,,,,

,,,,,,,,

该车前悬架的横向稳定杆连接在下横臂上，所以侧倾角刚度与车轮处的等效侧倾角刚度存在如下的杠杆比关系：,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

式中,,,,,,,

－车轮处等效的侧倾角刚度,,,,,,,

－横向稳定杆的侧倾角刚度,,,,,,,

－横向稳定杆铰接点至下前横臂与副车架铰接点距离与下前横臂两铰接点距离比值。如图,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,0.57,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

所以与之等效的车轮处侧倾角刚度为：,,,,,,,

,,,,,,,,

N.mm/rad,5325634.542,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

3.前悬架侧倾角刚度,,,,,,,

前悬架的侧倾角刚度由两部分起作用即弹簧与横向稳定杆，即：,,,,,,,7088089.687

,,,,,,,,

前悬架的侧倾角刚度N.mm/rad,7088089.687,,,,,,0.527235806

,,,后悬架侧倾刚度须大于,6355780.419,N.mm/rad,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

3.3

后悬架的侧倾角刚度,,,,,,,

,,,,,,,,

1.后悬架螺旋弹簧作用的侧倾角刚度,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

弹簧中心线与下控制臂的垂线的夹角,deg,rad,,,,,

a,7.816,0.136414932,,,,,

参数,l,p,b,,n,,

,1907.456,1891.333,220.214,,484.305,,

,,,,,,,,

后悬架的侧倾角刚度N.mm/rad,414406.3367,,,,,,

,,,,,,,,

考虑衬套扭转时的刚度有约为15％~20%的影响；,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

2.后横向稳定杆刚度计算,,,,,,,

,,,,,,,,

整车的侧倾角刚度为前后悬架的侧倾角刚度之和，既：,,,,,,,

其中：,,,,,,,

前悬架的侧倾角刚度N•mm/rad,7088089.687,,,0,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

后悬架横向稳定杆车轮处等效的侧倾角刚度为：N.mm/rad,5941374.083,,,13029463.77,,,

,,,,,,,,

横向稳定杆作用在纵向摆臂上，所以侧倾角刚度与车轮处的等效侧倾角刚度存在如下的杠杆比关系：,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

式中,,,,,,,

——车轮处等效的侧倾角刚度,,,,,,,

——横向稳定杆的侧倾角刚度,,,,,,,

——横向稳定杆铰接点至纵臂和纵臂安装支架架铰接点距离与纵臂安装支架架铰接点与车轮中心距离比值。如图,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,0.708686969,,,,,,

,,,,,,,,

所以，横向稳定杆的侧倾角刚度为：,,,,,,,

N.mm/rad,8383636.7,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

由于连接处橡胶件的变形，稳定杆自身的角刚度会增加约15％～30％。这里取20％，因此，横向稳定杆自身的角刚度为:,,,,,,,

N.mm/rad,10898727.71,,,0,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

3.后横向稳定杆直径,,,,,,,

,,,,,,,,

后悬架横向稳定杆的机构简图如下,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

根据上图所示的结构和侧倾角刚度，可以由一以下公司求得后悬架横向稳定杆的直径,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

式中：E——材料的弹性模量，N/mm2；,206000,,206000,,,,

——稳定杆的直径，mm；,,,18,,,,

L，mm；,1185.33,,1185.33,,,,

L1，mm；,166.39,,166.39,,,,

L2，mm；,109.64,,109.64,,,,

α，mm；,125.16,,125.16,,,,

b，mm,65.27,,65.27,,,,

c，m。,393.28,,393.28,,,,

,,I,5152.997262,,,,

,,,,,,,,

,,,48437074.06,,,,

,,,,,,,,

后悬架横向稳定杆的直径mm,12.39715355,,,0,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

前角刚度N.mm/rad,7088089.687,,,0,,,

,,,,,,,,

后角刚度N.mm/rad,6355780.419,,,13443870.11,,,

前后总角刚度N.mm/rad,13443870.11,,,13443870.11,,,

,,,,,,,,

前后角刚度比,1.11521941,,,0,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

3.4、整车的的纵倾角刚度,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

在制动强度z＝0.5时，当车辆发生纵倾时，前后悬架的受力的变化量相当于轴荷转移量ΔG,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

"式中：z：制动强度,；",0.5,,,,,,

m：满载簧载质量Kg；,262,,,,,,

hg：簧上质心高mm（满载）；,452,,,,,,

L：轴距mm；,1905,,,,,,

g：重力加速度，m/s2,9.8,,,,,,

,,,,,,,,

轴荷转移量N,304.607664,,,,,,

,,,,,,,,

前后悬架单边变形由公式S＝ΔG/2C（C为弹簧刚度）可得出,,,,,,,

,,,,,,,,

"前悬架单边变形S1,mm",31.25981508,,,,,,

"后悬架单边变形S2,mm",30.72256539,,,,,,

,,,,,,,,

整车纵倾角为rad,0.032536683,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

纵倾角刚度为N•mm/rad,17834565.56,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

3.4.2“抗点头率”与“抗上浮率”的计算,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

C1,137.905,,,,,,

C2,200,,,,,,

r1,6420.468,,,,,,

r2,1154.625,,,,,,

f1,0.76,,,,,,

f2,0.24,,,,,,

L,1905,,,,,,

h,452,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

“抗点头率”,0.068799212,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

“抗上浮率”,0.175209167,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

3.5前后悬架阻尼计算,,,,,,,

1

相对阻尼系数ψ的选择,,,,,,,

"参考同类型车：

取前悬平均相对阻尼系数ψf=0.3;

取后悬平均相对阻尼系数ψr=0.3;

这里根据＝（0.25～0.5），前悬取＝0.4，后悬取＝0.5则前后悬架相对阻尼系数为：

",,,,,,,

,,,,,,,,

项目,前悬架,后悬架,,,,,

压缩相对阻尼阻尼系数,0.17,0.2,,,,,

,,,,,,,,

伸张相对阻尼阻尼系数,0.43,0.4,,,,,

,,,,,,,,

平均相对阻尼阻尼系数,0.3,0.3,,,,,

,,,,,,,,

2减振器阻尼系数δ的确定,,,,,,,

减振器的阻尼系数δ为：,,,,,,,

式中：C——为悬架刚度(N/mm)；,,,,,,,

m——满载簧载质量(kg)。,,,,,,,

ω——为悬架固有（圆）频率（rad/s）；,,,,,,,

在悬架中减振器轴线与垂直线成一定的夹角α时，如下图，减振器阻尼系数为,,,,,,,

式中:i——杠杆比；i=n/a,,,,,,,

——减振器安装角；,,,,,,,

ω——为悬架固有（圆）频率；,,,,,,,

m——满载单侧簧载质量(kg),,,,,,,

根据前后悬架减振器的布置形式简化为双横臂的形式，以下各参数取值如下：,,,,,,,

,前悬架,后悬架,,,,,

M（kg/满载单侧）,66.165,64.835,,,,,

悬架刚度(N/mm),5.11969541,5.759062199,,,,,

n(次/分),66,78,,,,,

i,1,1.19,,,,,

a（°）,6.2,1.6,,,,,

a(rad),0.108210412,0.027925268,,,,,

悬架固有（圆）频率ω,8.79645942,9.42477795,,,,,

前减振器压缩阻尼系数N/（m/s）；,200.221385,,,,,,

,,,,,,,,

前减振器伸张阻尼系数N/（m/s）；,506.4423269,,,,,,

,,,,,,,,

前减振器平均阻尼系数N/（m/s）；,353.331856,,,,,,

,,,,,,,,

后减振器压缩阻尼系数N/（m/s）；,346.3963219,,,,,,

,,,,,,,,

后减振器伸张阻尼系数N/（m/s）；,692.7926439,,,,,,

,,,,,,,,

后减振器平均阻尼系数N/（m/s）,519.5944829,,,,,,

,,,,,,,,

3最大卸荷力F0的确定,,,,,,,

"为减少传到车身的冲击力，当减振器活塞振动速度达到一定值时，减振器的卸荷阀便被打开，减振器不再提供阻尼力，

以限制减振器所提供的最大阻尼力，此时的活塞速度称为卸荷速度，即：",,,,,,,

式中：A——车身振幅，±40mm；,,,,,,,

Vx——卸荷速度，取0.15~0.3m/s，,,,,,,,

ω——悬架固有（圆）频率,,,,,,,

如果知道伸张行程时的阻尼系数δ0，最大卸荷力为：,,,,,,,

这里取卸荷速度为0.2,0.2,,,,,,

前悬架减振器的最大卸荷力为：N,101.2884654,,,,,,

,,,,,,,,

后悬架减振器的最大卸荷力为：N,138.5585288,,,,,,

,,,,,,,,

工作缸直径D,57.31754744,,,,,,

缸筒直径与连杆直径之比,0.5,,,,,,

缸内容许最大压力,3,3~4MPa,,,,,

弹簧刚度,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

前弹簧,,,,,,,

G,83000,83000,80000,,,,

d,16,10,8.952131093,,,,

D,118,118,130,,,,

i,7,12.96037768,6,,,,

,59.11857729,4.872192353,4.872192353,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

后弹簧,,,,,,,

G,83000,83000,80000,,,,

d,13,6,7.761551161,,,,

D,106,110,110,,,,

i,6.5,2.037800659,5.5,,,,

,38.27635397,4.957393046,4.957393046,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

螺旋弹簧设计计算,,,,,,,

,,,,,,,,

"1、根据总布置要求及悬架的具体机构形式求出需要的弹簧刚度设计载荷时弹簧的受力及弹簧高度，

悬架在压缩行程极限位置时弹簧的高度",,,,,,,

,,,,,,,,

,前悬,后悬,,,,,

,4.872192353,4.957393046,,,,,

,,,,,,,,

,633.53472,493.46528,,,,,

,,,,,,,,

,168,180,,,,,

,,,,,,,,

,103,110,,,,,

,,,,,,,,

2、初步选择弹簧中径端部结构型式及所用材料,,,,,,,

,,,,,,,,

,前悬,后悬,,,,,

,130,110,,,,,

,,,,,,,,

端部结构型式,两端内弯,两端内弯,,,,,

,,,,,,,,

材料,,,,,,,

,,,,,,,,

"3、参考相关标准确定台架实验时伸张及压缩极限位置相对于设计载荷位置的弹簧变形量f1，f2,并确定想要达到的寿命（循环次数）",,,,,,,

,,,,,,,,

,前悬,后悬,,,,,

f1,60.116,66.349,,,,,

,,,,,,,,

f2,60.486,55.981,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

4、初选钢丝直径d，并由相关材料标准查处许用应力,,,,,,,

,,,,,,,,

,前悬,后悬,,,,,

d,9,7.5,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

5、由右边的公式解出i用刘维信《汽车设计》p491表13-10中的公式求出完全并紧时的高度,,,,,,,

,,,,,,,,

,前悬,后悬,,,,,

G,80000,80000,,,,,

,,,,,,,,

有效圈数i,6.129366001,4.795276399,,,,,

总圈数n,7.629366001,6.295276399,,,,,

,57.98843695,38.21796872,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

6、由及可以求出弹簧完全压紧时的的载荷台架实验伸张，压缩极限位置对应的载荷,,,,,,,

以及工作压缩极限位置的载荷分别为：,,,,,,,

,,,,,,,,

,前悬,后悬,,,,,

,1169.532216,1196.334536,,,,,

,,,,,,,,

,340.6380045,164.5472088,,,,,

,,,,,,,,

,928.2341467,770.9851001,,,,,

,,,,,,,,

,950.227223,840.4827932,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

7、按弹簧指数及的表达式（如右下），求得并用右下公式分别求得载荷,,,,,,,

所对应的剪切力,,,,,,,

,前悬,后悬,,,,,

C,14.44444444,14.66666667,,,,,

,,,,,,,,

,1.013208201,1.012946231,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

（计算出的>，但是悬架工作时弹簧实际对应的最大剪应力，对应悬架的极限压缩状态）,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

8、校核是否小于若不成立，则返回第4步，重新选择钢丝直径d，若余量很大，,,,,,,,

则视第9步寿命校核结果是否重新选取较小的直径d,,,,,,,

,,,,,,,,

9、校核台架实验条件下的寿命，给定实验条件下的循环次数可以按下公式估算：,,,,,,,

,,,,,,,,

,前悬,后悬,,,,,

,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

若算出的小于预期的台架寿命，则返回第4步重新选择d，若有较大的余量，则与第8步的结果综合考虑是否选择更小的钢丝直径,,,,,,,

以节约材料，减小质量,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

10、得到合适的d后，可以进一步确定弹簧的自由高度和最小工作高度：,,,,,,,

,,,,,,,,

,前悬,后悬,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

式中——与弹簧指数有关的系数,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

11、稳定性校核又细又高的弹簧在大载荷作用下会失稳，失稳的临界载荷不仅与高度对直径之比有关,,,,,,,

还与弹簧两端的支撑方式有关，对于钢丝截面为圆形的螺旋弹簧，其相对变形量必须小于如下临界值,,,,,,,

,,,,,,,,

,前悬,后悬,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

螺旋升角,前悬,后悬,,,,,

,,,,,,,,

p,50,56,,,,,

D,130,110,,,,,

,,,,,,,,

a,8.127290964,6.11687444,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

弹簧自由长度计算,,,,,,,

,,,,,,,,

,前悬,后悬,,,,,

刚度N/mm,4.872192353,4.957393046,,,,,

吉大仿真N/mm,33.5,30.234,,,,,

,,,,,,,,

满载单侧簧载质量kg,66.165,64.835,,,,,

,,,,,,,,

半载单侧簧载质量kg,64.6464,50.3536,,,,,

,,,,,,,,

空载单侧簧载质量kg,48,33,,,,,

,,,,,,,,

弹簧与悬架的夹角(空间)deg,13.2,1.6,,,,,

弹簧与悬架的夹角(空间)rad,0.230383457,0.027925268,,,,,

,,,,,,,,

满载时弹簧所受的轴向力N,631.285112,635.1352737,,,,,

,,,,,,,,

满载时弹簧的变形量mm,129.5690043,128.1188052,,,,,

,18.8443317,21.00731871,,,,,

,,,,,,,,

满载时弹簧的长度mm,168,165,,,,,

,,,自由长度,,,,

,,,前,后,,,

自由长度,297.5690043,293.1188052,309.0690043,305.6188052,,,

,186.8443317,186.0073187,199.8443317,198.5073187,,,

,,,,,,,,

半载时弹簧所受的轴向力N,629.3837124,503.3396789,,,,,

,,,,,,,,

半载时弹簧的变形量mm,129.1787489,101.5331393,,,,,

,,,,,,,,

半载时弹簧的长度mm,168,180,216,,,,

,,,,,,,,

,297.1787489,281.5331393,317.5331393,,,,

,,,,,,,,

空载时弹簧所受的轴向力N,467.3178738,329.871338,,,,,

,,,,,,,,

空载时弹簧的变形量mm,95.91531695,66.54129195,,,,,

,,,,,,,,

空载时弹簧的长度mm,201.6,220,243.625,,,,

,,,,,,,,

自由长度,297.5153169,286.541292,310.166292,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

,,,,,,,,

弹簧的长度mm,前悬,后悬,,,,,

空载,201.6,