汽车钢板弹簧悬架设计

图 图性，如图2-c所示。c2(0.7~0.9)

d

2~

3.23.13.5图

MPM1EI

Mp：距端点xMPPxbI I

[(1)x

I0

1

k3[31(11)2ln(1

数k1。2EI

3.3图3.3三角形钢板弹簧

[3

(

(

)]0

3.4图3.4k2

(1n'

表n'/n'/弹簧刚度K：K2P48EI 或K48EI

kgf/

k

k

kgf/

/

W0

..2

kgf

式中MK—作用在第K簧片上的力矩，kgf nbhI0IKK

KK1 M

QLI4I

kgf/mm

kgf/mm2/

式中W—第Kmm图3.6l1Px2

图0EI(ll)Px

(ll)Px

2 1dx

3 2dx

n (l1l2 （l1ln）P

Y

3EK

K

K

aK1l1lKYK

IiIi

YK1

KIi

用上式计算时，由于ln10（总片数nan1l1，而Yn10弹簧刚度K：K2P

kgf/

aK（YKYKK14图图3.2 l l Xl X[l3 )3 l l2 K1(K1KK) KKK K K1K1K1K1K K

3EIK

3EI

2EI表 Pl3Pl2(ll 2 2 I P(l1l2l2 IP[l3(ll)3 3[31(11)2ln(1)]1 1IP[l3(ll)3 3[111ln(1)]1 1I

0.5K(3K11)

[1K K

0.5(K1)3(3K1) IK

K

IK

K

KK2,3,4n，而X1

(3ln11)X

)Xn

AK

IIK

(3lK1

IIK

(lKlK1

0.5(lK1)3

lK

B(1

IK

KA2PB2X2C2X30A3X2B3X3C3X4A4X3B4X4C4X5

AnXn1BnXn

Xn

…X

3.8图图2Pl33Xll2Xl

21 2

(Px)l

21 K2P

kgf/

212 2Pl33Xll2212K2P

kgf/ (P

)l

Pl1X X X2

22 3 X

kgf/

''P(l1l2 X

(l2

l3

kgf/

Xn1(ln1ln

LeL

L

（mm 式中3.103.17(K)(L)3

kgf/

式中K—弹簧自由刚度，kgfmm1

3500~4500kgf/ 4500~5500kgf/ 2000~2500kgf/ 3500~4500kgf/

450~550kgf/cm2/载货汽车后悬架副弹簧750~850kgfcm2越野车平衡悬架弹簧650~800kgfcm2

~10000kgf/

13500kgf/[m]Ac A147

kgf/

[]A

kgf/cm2/

kgf/

组曲线适用于公共汽车前、后弹簧及工作条件差的载货汽车前弹簧，组曲线适用于载货汽车后主弹簧，m150060； kgf/cm2/

表 由(3.9式计算得挠度增大系数k21.202（3.10）计算得弹簧自由刚度K4.4166kgfmm（3.110.558kgfmm2mm表 K1l1lKIK YKYKK Y K K62.110K

0.92

kgf/3.5

0表

AK、BK、CKlKIKIK/IK

P2X206617X32.121X42X5

X51.0605X4X31.024X2

X41.037X3X2145.6kgf

X3149.1kgf

X4154.6kgf

X5164kgf6192.52.1104K(192.5145.6)

4.358kgf/3.10

192.5552.2145.6552.252.5kgf/mm145.6552.2149.1420.2536kgf/mm149.1420.25154.6288.2536.71kgf/mm154.6288.25164155.238.77kgf/mm164155.251.63kgf/mm第2片与第3片：第3片与第4片：第4片与第5片：

145.6552.2420.2539kgf/mm149.1420.25288.2539.93kgf/mm154.6288.25155.2541.75kgf/mm各片应力δ各片应力δ

3.103.1）3.11 图图3.12 K—第K

3.253.26）表 12

l1l2575mm3

l3443mm41

M

1/

3.13钢板弹簧叶片的变形 MK

EIK(

1R0

Ehk(

1

1

2

1/

300~350kgfmm

3.14：HK

RKRKHK

(1coslK

如果把cos

cosK1K 2R l K

3.153.15双曲率簧片H00c

变化量f计算式：3.16P(S (S)2 2 3.16UP3EI

P(S P(S)2(LSf 2EIfS(3L

H10c R0

如果已知各片全长为L1L2Ln，惯性矩I1，I2In，自由状态时曲uK

M K02EI

EI（11 EIKLK（11 E

UuKK

IKLK( K d(1 1K

IKLK

1/

IKK K1

1/

K34计算示例3-3螺栓夹紧时引起弧高变化量为f11.02mm；由式（3.41）计算得弹簧总成自由弧高表 LK(mm各片预应力 (kgf/mm20(mm3.19所示的弹性特性曲线中，CDA曲线是弹簧加载过程，ABCABCD是由摩擦阻3.19P2PK k

PK k

(10

Kkgf K/(10K/(103.19AC的斜率称之为弹簧动刚度。当弹簧振幅比较小时，动刚K3.20所示。abd这种方案对降低车身高度或是把弹簧（后悬架）布置成前低后高比较方便，在客车和轻型货车上采用的比较多。在上述四种吊耳结构中，他们的工作特点是：、bdd结构主b、c结构主片受压。参与弹簧变形运动，导致弹簧刚度（U型螺栓夹紧刚度）明显不等于悬架刚度。3.213.22曲线可看出，当弹簧载荷、弧高、吊耳长度以及吊耳安装3.213.22（U型螺栓夹紧刚度）3.23B

BA1h1r1

BA1h1r1 r1D1 E：弹簧垂直变形时，吊耳端位移值r：在主片中性层位置时的卷耳半径D：卷耳孔直径3.22b种反吊耳结构比较好。U形螺栓夹紧处汽车静止时，前后轴上的负荷GfGrGfG

lflrlf

kg kg

lf Gkgflflr3.25路面附着系数取一定值（一般取0.83.25G'G'

))

mdumdu

、G'kgfmkgdudtmms如果汽车制动时前后轮都抱死，作用在整车质心上制动力FGdudtgG'Glr

lf

'Gl

比较(3.59)式(3.60)式可看出，由于汽车制动，前轮载荷增加，而后轮载荷减GGh klf

Hr(单边)Mf、Mr(单边)Hf

l

Hr

Gl l

Grlr

kgf

MGrl

kgf l

U汽车制动时,前簧的后半段弹簧的总弯曲应力最大,它除了由垂直负荷G'U形螺栓夹紧处的MLe0.5P fT

kgf/mm

式中 L：前簧伸直长度，Le：前簧有效长度（3.2.3节PfkgfPf

fGukgfWUmm用（3.263Hf(Dh)H

kgf/mm

式中 D：卷耳孔内径，b、h：弹簧主片宽度、厚度，一般推荐卷耳许用应力[]3500kgfcm2

P

kgf/mm式 P——满载静止时钢板弹簧端部负荷，kgfdmm材料为30号或40号钢，经氰化处理的弹簧销许用挤压应力一般为[30~40kgfmm22020Cr45号钢高频淬火后许用应力[70~90kgfmm2。P（3.27）相对平直

x(Rr)si yR(1co)rco rR

R和弧长l（3.66）x(

r)si

y(1co)rco Pyx由于中心角值很小，如果把（3.67）式中cos展开成co

1 如果忽略不计r

值，(3.67)y

2(y

ra

2(yx

2(y

如果将sin展开成 l2

2(y

2(yx

2(y

xl[12(yr)(y2r)]

（3.69）式则为主片中点P的运动轨迹的近似表达式。上式实际上就是以高3.28（3.69）式是一个抛物线方程，对（3.69）dxdy0

yyr2时，xPyr2的水平线上。d2x 因 3Pxy值。BBD点是转向垂臂球头中心A点是钢板弹簧