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汽车钢板弹簧设计第一节悬架的定义、功能及其组成悬架是现代汽车上的主要总成之一，它能够把车架（车身）与车轴（车轮）弹性的连接起来，其主要任务是传递作用在与车架和车轮之间的一切力和力矩，并且缓和由于路面不平而传给车身的冲击载荷，衰减由于冲击载荷引起的承载系统的振动，保证汽车的正常行驶。
悬架通常由弹性元件、导向机构及减振装置组成。
弹性元件主要有：钢板弹簧，螺旋弹簧，橡胶弹簧，空气弹簧及油气弹簧等。
在长期的发展过程中，由于钢板弹簧具有结构简单，制造成本较低，占用空间小，维修方便等一系列特点，因此目前在世界各国仍都在大量的采用钢板弹簧。
第二节．钢板弹簧的种类一、按力学性能特点分：分为等刚度、两极刚度复式钢板弹簧、渐变刚度钢板弹簧。
二、按截面形状分：分为等截面板簧和变截面板簧第三节．钢板弹簧的截面形状目前国内钢板弹簧的截面形状有：a矩形截面b单面双槽截面c带凸肋的截面弹簧在设计成不对称形状，目的是把断面的中性轴移近受拉表面，减少弹簧的拉应力。
此种材料也存在缺点（1）槽内容易储存泥沙加剧表面腐蚀。
（2）轧制后在沟槽的对应拉面上，表面质量较差，双槽的比单槽的更严重。
这种表面缺陷成为疲劳起源点。
注：在钢板弹簧的设计过程中应优先选择GB1222-84《弹簧钢》所规定的规格。
第四节．钢板弹簧的主要元件结构一、第一片卷耳形式钢板弹簧的卷耳形式一般有3种结构，上卷耳、下卷耳和平卷耳（柏林耳）。
上卷耳使用的比较多，采用下卷耳主要是为了协调钢板弹簧与转向系的运动，下卷耳在载荷作用下容易张开。
平卷耳可以减少卷耳的应力，因为纵向力作用方向和弹簧主片断面的中心线重合，对于不能增加主片厚度但又要保证主片卷耳强度的弹簧多采用平卷耳。
但是平卷耳制造上比上述两种卷耳复杂，一般轿车多采用平卷耳或下卷耳。
二、第二片包耳汽车在使用条件恶劣的情况下，需要采用加强卷耳的措施。
常见的是将第二片作成包耳形式以保护主片。
轻型车与箱式客车多采用1/4包耳，而大型载货汽车和大型客车多采用3/4包耳或装配式包耳。
板簧设计教材(200802)汽车钢板弹簧设计第一节悬架的定义、功能及其组成悬架是现代汽车上的主要总成之一，它能够把车架（车身）与车轴（车轮）弹性的连接起来，其主要任务是传递作用在与车架和车轮之间的一切力和力矩，并且缓和由于路面不平而传给车身的冲击载荷，衰减由于冲击载荷引起的承载系统的振动，保证汽车的正常行驶。
悬架通常由弹性元件、导向机构及减振装置组成。
弹性元件主要有：钢板弹簧，螺旋弹簧，橡胶弹簧，空气弹簧及油气弹簧等。
在长期的发展过程中，由于钢板弹簧具有结构简单，制造成本较低，占用空间小，维修方便等一系列特点，因此目前在世界各国仍都在大量的采用钢板弹簧。
第二节．钢板弹簧的种类一、按力学性能特点分：分为等刚度、两极刚度复式钢板弹簧、渐变刚度钢板弹簧。
二、按截面形状分：分为等截面板簧和变截面板簧第三节．钢板弹簧的截面形状目前国内钢板弹簧的截面形状有：a矩形截面b单面双槽截面c带凸肋的截面弹簧在设计成不对称形状，目的是把断面的中性轴移近受拉表面，减少弹簧的拉应力。
此种材料也存在缺点（1）槽内容易储存泥沙加剧表面腐蚀。
（2）轧制后在沟槽的对应拉面上，表面质量较差，双槽的比单槽的更严重。
这种表面缺陷成为疲劳起源点。
注：在钢板弹簧的设计过程中应优先选择GB1222-84《弹簧钢》所规定的规格。
第四节．钢板弹簧的主要元件结构一、第一片卷耳形式钢板弹簧的卷耳形式一般有3种结构，上卷耳、下卷耳和平卷耳（柏林耳）。
上卷耳使用的比较多，采用下卷耳主要是为了协调钢板弹簧与转向系的运动，下卷耳在载荷作用下容易张开。
平卷耳可以减少卷耳的应力，因为纵向力作用方向和弹簧主片断面的中心线重合，对于不能增加主片厚度但又要保证主片卷耳强度的弹簧多采用平卷耳。
但是平卷耳制造上比上述两种卷耳复杂，一般轿车多采用平卷耳或下卷耳。
二、第二片包耳汽车在使用条件恶劣的情况下，需要采用加强卷耳的措施。
常见的是将第二片作成包耳形式以保护主片。
轻型车与箱式客车多采用1/4包耳，而大型载货汽车和大型客车多采用3/4包耳或装配式包耳。
精心整理汽车钢板弹簧设计1、 结构优缺点分析，决定设计的结构方案。
2、 确定钢板弹簧材料许应力，根据静挠度f c 用《材料力学》简支梁挠度公式，初步确定钢板截面尺寸、、形状、惯性矩、片数。
3、 根据已知的板簧支点距离，U 型螺栓距离、片数，用作图法求得各片钢板弦长，4、 5、 6、7、 态下弧高计算。
8、 计算钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径R 0.9、 计算各片钢板在自由状态下的曲率半径R i ，直至接近为止。
10、 计算各片钢板弧长（各片钢板在支承点之间的实际长度）。
11、 绘图：在各片钢板处于伸直状态下绘制总成图。
制图符合常规要求外，图上还需要列表注明各片钢板实际长度、曲率半径、总成检验弧高。
12、钢板弹簧总成在极限工况下的长度验算。
13、钢板弹簧卷耳和销轴的验算。
14、卷耳衬套的设计和验算。
I0:根部惯性矩I0=W0:根部断面系数W0=C=*汽车多片钢板弹簧主要设计算计式与参数表对称钢板弹簧不对称钢板弹簧参数许用值刚度C j=48EI0/[(L-S/2)3δ]S：平直段长度C j=3EL2I0[L12(L2-S/4)2+L22(L1-S/4)2]δ弹性模量E=2.058*105N/mm2弹性极限σe=90kg/mm2=882N/mm2屈服极限σs=120-125kg/mm2静挠度F j=p m(L-S/2)3δ/(48EI0)F j=【L12(L2-s/4)2+L22(L1-S/4)2】δp m/(3EL2I0)静应力σ=形状系数δ=【-2η+η2（-lnη）】各片厚度相同时δ=1.5/1.04【1+1/（2η）】静应力：前簧σ=343-441N/mm2后簧σ=441-539N/mm2副簧σ=196-245N/mm2平衡簧σ=343-441N/mm2满载负荷Pm=Cjσm/δ验证负荷Pe=Cjσe/δ预压负荷Ps=Cjσs/δ各片长度L i=(L z/2-L d/2)h3/等厚度时L I=(L z/2-L d/2)/nL z/Ld…作用长/短片长n…小于L z的片数：满载自振频率：N m=300/Fj1/2(次/分，Fj-cm前簧N m=100-110（次/分）(F J=74.5-90mm)后簧N mm=110-125mm（F j=57.5-74.5mm）根部极限应力：σmax=δ(F j+F d)曲率半径弧长计算：1、根据H/L查表..Q值—R=L/Q2、R=L2/(8H)（近似计算）弦长计算：R=[H2+（L/2）2]/（2H）H=R-(R2-L2/4)1/2知各弧高求总等截面板簧的设计要点与思路一、钢板弹簧设计的已知条件1、总成类型：a前簧、后簧、副簧或平衡簧；b等截面簧、变截面簧或复合簧。
《汽车设计》课程设计任务书48学生姓名王光湖学号071268106 班级07车辆一、设计题目：钢板弹簧设计3二、设计内容跃进牌货车悬架前钢板弹簧设计三、设计要求：任选一款跃进牌货车1）列出其主要参数2）参考有关车型，选择合理的钢板弹簧结构方案（长度、片数等）3）设计计算（各片长度，断面尺寸和片数，核算刚度）4）完成装配图设计：绘制装配图（标注尺寸、配合、技术要求、零件明细表和标题栏等）5）完成弹簧销零件图设计6）编写设计说明书一份目录1设计前言 (3)2设计内容及汽车参数 (3)3钢板弹簧基本参数确定 (3)3.1单个钢板弹簧载荷 (3)3.2悬架静挠度 (3)3.3钢板弹簧满载弧高 (4)3.4钢板弹簧断面形状 (4)3.5钢板弹簧主片长度计算 (4)3.6钢板弹簧片厚计算 (4)3.7钢板弹簧宽度计算 (4)3.8弹簧片数计算 (5)3.9钢板弹簧各片长度计算 (5)4设计总结 (7)5参考文献 (8)课程设计说明书一、设计前言现在随着人们生活水平的提高以及汽车行业的快速发展，人们对对于汽车的舒适性的要求也是越来越高，而对于汽车舒适性影响较大的就是前钢板弹簧，因为前钢板弹簧直接影响轻型卡车的前桥跳动，前桥的跳动造成车架的颠簸冲击强度增大，降低了卡车的行驶平顺性，所以设计轻型卡车的前钢板弹簧时的钢板弹簧参数的选定尤为重要。
二、设计内容：跃进牌ＮＪ１３０型载重汽车汽车主要参数如下：载重量：在良好平坦的硬实路面在土路上２５００ｋｇ２０００ｋｇ轴距：３３００ｍｍ轮距：前轮后轮１５８９ｍｍ１６５０ｍｍ外形尺寸：长宽高５５３８ｍｍ２３４４ｍｍ２１６５ｍｍ接近角离去角纵向通过半径４０°３２°２．７ｍ前轴荷：空载时满载时１３００ｋｇ１５３０ｋｇ后轴荷：空载时满载时１４１０ｋｇ３８３０ｋｇ最大爬坡度最大车速拖挂总质量３０％８０ｋｍ／ｈ３５００ｋｇ三、钢板弹簧基本参数的确定本设计方案中，采用纵置式对称前钢板弹簧。
汽车钢板弹簧设计第一节悬架的定义、功能及其组成悬架是现代汽车上的主要总成之一，它能够把车架（车身）与车轴（车轮）弹性的连接起来，其主要任务是传递作用在与车架和车轮之间的一切力和力矩，并且缓和由于路面不平而传给车身的冲击载荷，衰减由于冲击载荷引起的承载系统的振动，保证汽车的正常行驶。
悬架通常由弹性元件、导向机构及减振装置组成。
弹性元件主要有：钢板弹簧，螺旋弹簧，橡胶弹簧，空气弹簧及油气弹簧等。
在长期的发展过程中，由于钢板弹簧具有结构简单，制造成本较低，占用空间小，维修方便等一系列特点，因此目前在世界各国仍都在大量的采用钢板弹簧。
第二节．钢板弹簧的种类一、按力学性能特点分：分为等刚度、两极刚度复式钢板弹簧、渐变刚度钢板弹簧。
二、按截面形状分：分为等截面板簧和变截面板簧第三节．钢板弹簧的截面形状目前国内钢板弹簧的截面形状有：a矩形截面b单面双槽截面c带凸肋的截面弹簧在设计成不对称形状，目的是把断面的中性轴移近受拉表面，减少弹簧的拉应力。
此种材料也存在缺点（1）槽内容易储存泥沙加剧表面腐蚀。
（2）轧制后在沟槽的对应拉面上，表面质量较差，双槽的比单槽的更严重。
这种表面缺陷成为疲劳起源点。
注：在钢板弹簧的设计过程中应优先选择GB1222-84《弹簧钢》所规定的规格。
第四节．钢板弹簧的主要元件结构一、第一片卷耳形式钢板弹簧的卷耳形式一般有3种结构，上卷耳、下卷耳和平卷耳（柏林耳）。
上卷耳使用的比较多，采用下卷耳主要是为了协调钢板弹簧与转向系的运动，下卷耳在载荷作用下容易张开。
平卷耳可以减少卷耳的应力，因为纵向力作用方向和弹簧主片断面的中心线重合，对于不能增加主片厚度但又要保证主片卷耳强度的弹簧多采用平卷耳。
但是平卷耳制造上比上述两种卷耳复杂，一般轿车多采用平卷耳或下卷耳。
二、第二片包耳汽车在使用条件恶劣的情况下，需要采用加强卷耳的措施。
常见的是将第二片作成包耳形式以保护主片。
轻型车与箱式客车多采用1/4包耳，而大型载货汽车和大型客车多采用3/4包耳或装配式包耳。
燕山大学课程设计说明书题目：长安单排微货SC1011后悬架设计学院（系）：车辆与能源学院年级专业： 11级车辆工程(3)班学号： 110110050021学生姓名：张贺帅指导教师：梁晨唐先智教师职称：副教授燕山大学课程设计评审意见表目录摘要 .................................................................................................................................. - 2 - 1、钢板弹簧主要参数确定 ............................................................................................ - 2 -1.1长安单排微货SC1011设计技术参数................................. 错误！未定义书签。
1.2选择悬架主要参数：nc 、fc、Cs、.n0、f0 ...................... 错误！未定义书签。
1.3确定板簧总长L，满载静止弧高Ha，动挠度fd .............. 错误！未定义书签。
1.4选择板簧片数及断面参数 ................................................... 错误！未定义书签。
1.5板簧的应力校核 ................................................................... 错误！未定义书签。
1.6各片长度的确定 ................................................................... 错误！未定义书签。
1.7板簧的刚度验算 ................................................................... 错误！未定义书签。
钢板弹簧 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解钢板弹簧的定义、构造及其在汽车工程中的作用；2. 学生能够掌握钢板弹簧的弹性特性、力学原理以及影响其性能的因素；3. 学生能够了解钢板弹簧在汽车悬挂系统中的配置方式及其对汽车行驶性能的影响。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析钢板弹簧的弹性变形和应力分布情况；2. 学生能够设计简单的钢板弹簧悬挂系统，并进行性能评估；3. 学生能够运用相关工具和设备进行钢板弹簧的检测和维护。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对汽车工程技术的兴趣，提高对机械制造和创新的热情；2. 学生能够认识到钢板弹簧在汽车安全和舒适性能方面的重要性，增强安全意识；3. 学生能够通过团队合作，培养沟通协调能力和解决问题的能力。
课程性质：本课程为汽车工程学科基础知识课程，结合实际应用，注重理论联系实际。
学生特点：学生为高中二年级学生，具备一定的物理和数学基础，对汽车工程有一定了解，但专业知识有限。
教学要求：教师应采用直观、生动的教学方法，引导学生主动参与，注重培养学生的动手能力和实践操作技能。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保课程目标的实现。
通过课程学习，使学生能够达到上述具体学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 钢板弹簧概述- 定义、分类及在汽车悬挂系统中的应用- 悬挂系统的基本原理2. 钢板弹簧的构造与性能- 弹性特性、力学原理- 影响钢板弹簧性能的因素- 钢板弹簧的材料及工艺3. 钢板弹簧的设计与评估- 设计原则与步骤- 性能评估方法- 悬挂系统配置方式4. 钢板弹簧的检测与维护- 检测方法与工具- 维护技巧与注意事项- 故障分析与排除5. 实践操作- 钢板弹簧悬挂系统设计实例分析- 模拟实验与性能测试- 实际操作与技能训练教学内容按照以上五个部分进行组织，共计10课时。
具体安排如下：1-2课时：钢板弹簧概述及悬挂系统基本原理3-4课时：钢板弹簧的构造与性能5-6课时：钢板弹簧的设计与评估7-8课时：钢板弹簧的检测与维护9-10课时：实践操作教学内容与教材紧密关联，确保科学性和系统性。
钢板弹簧的设计任务书一、课程设计的性质、目的、题目和任务本课程设计是学生在完成基础课、技术基础课和大部分专业课学习后的一个教学环节，是培养学生应用已学到的理论知识来解决实际工程问题的一次训练，并为毕业设计奠定基础。
1、课程设计的目的是：（1）进一步熟悉汽车设计理论教学内容；（2）培养学生理论联系实际的能力；（3）训练学生综合运用知识的能力以及分析问题、解决问题的能力。
2、设计题目:设计载货汽车的纵置钢板弹簧材料选用60Si2MnA ,弹性模量取E=2.1×10MPa3、课程设计的任务：（1）由已知参数确定汽车悬架的其他主要参数；（2）计算悬架总成中主要零件的参数；（3）绘制悬架总成装配图。
二、课程设计的内容及工作量根据所学的机械设计、汽车构造、汽车理论、汽车设计以及金属力学性能等课程，完成下述涉及内容：1．学习汽车悬架设计的基本内容2．选择、确定汽车悬架的主要参数3．确定汽车悬架的结构4．计算悬架总成中主要零件的参数5．撰写设计说明书6．绘制悬架总成装配图、零部件图共计1张A0。
设计要求：1. 设计说明书设计说明书是存档文件，是设计的理论计算依据。
说明书的格式如下：（1）统一稿纸，正规书写；（2) 竖订横写，每页右侧画一竖线，留出25mm空白，在此空白内标出该页中所计算的主要数据；（3) 附图要清晰注上必要的符号和文字说明，不得潦草；2. 说明书的内容及计算说明项目(1)封面；（2）目录；（3）原始数据及资料；（4）对设计课题的分析；（5）汽车纵置钢板弹簧简图；（6）设计计算；（7）设计小结（设计特点及补充说明，鉴别比较分析，个人体会等）；（8）参考文献。
3. 设计图纸1）装配总图、零件图一张（0＃）；要求如下：a. 图面清晰，比例正确；b. 尺寸及其标注方法正确；c. 视图、剖视图完整正确；d. 注出必要的技术条件。
4.设计对象（悬架）所选用的弹簧材料必须符合国标GB1222-84，并尽量用优选系列；所设计的板簧应符合JB523-85,JB4040-85。
目录1.绪论———————————————————————————————12.悬架主要参数的确定————————————————————————33.钢板弹簧参数确定—————————————————————————5 3.1钢板弹簧的布置方案——————————————————————5 3.2板断面尺寸及片数的确定————————————————————63.3确定各片钢板弹簧的长度————————————————————64.校核———————————————————————————————84.1钢板弹簧的刚度验算——————————————————————84.2状态下的弧高及曲率半径计算———————————----————114.2.1.钢板弹簧总成在自由状态下的弧高H————————————124.2.2钢板弹簧各片自由状态下曲率半径的确定———————————124.3钢板弹簧总成弧高的核算—————————-—————————144.4钢板弹簧的强度验算—————————————————————15 4.5钢板弹簧卷耳内径的确定———————————————————164.6设计结果——————————————————————————175.总结——————————————————————————————186.参考文献————————————————————————————191 绪论悬架是汽车的车架与车桥之间的一切传力连接装置的总称。
它的作用是弹性地连接车桥和车架，缓和行驶中车辆受到的冲击力。
保证货物完好和人员舒适，使汽车在行驶中保持稳定的姿势，改善操纵稳定性；同时悬架系统承担着传递垂直反力，纵向反力和侧向反力以及这些力所造成的力矩，以保证汽车行驶平顺；并且当车轮相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。
贵州大学课程设计论文课程：汽车设计题目：汽车钢板弹簧的设计专业：车辆工程年级：姓名：学号：指导教师：2013年12月5日贵州大学机械工程学院录目3 ................................................................................................................... 汽车设计课程设计题目4 ........................................................................................................... 第1章汽车钢板弹簧简介....................................................................................................... 52章钢板弹簧的设计方案第........................................................................................................ 52.1 汽车钢板弹簧的布置................................................................................................ 52.2 汽车钢板弹簧的结构选择.............................................................................................. 52.2.1钢板弹簧的断面形状..................................................................................................... 62.2.2弹簧片端部形状. ......................................................................................... 62.2.3卷耳、吊耳的结构方案. ..................................................................................................... 72.2.4钢板弹簧的材料. ..................................................................................................... 82.2.5等厚度钢板弹簧. 8汽车钢板弹簧设计计算..................................................................................................... 第3章8初定片数、断面尺寸........................................................................................................ 3.10 1确定各弹簧片的弦长...................................................................................................... 3.211 ......................................................................................................................... 挠度计算.3.32 1 .............................................................................................. 3.4 钢板弹簧各片应力的计算2 .......................................................................................................................... 13.5 加预紧力3 钢板弹簧各片实际长度的计算（即计算弧长的各片曲率半径）.............................. 13.66 .............................................................. 13.7 钢板弹簧总成在自由状态下各片的曲率半径7 .............................................................. 13.8 钢板弹簧各片在自由状态下的曲率半径计算89 ........................................................................... 13.9 钢板总成在极限工作下的强度计算.9 1钢板弹簧强制动时强度校核................................................................................ 3.9.191 .................................................................................... 通过不平路面时强度校核3.9.29 ............................................................................................................ 1 3.10 卷耳和销的检验0 ..................................................................................... 2.3.10.1钢板弹簧卷耳强度校核0 2............................................................................................. 3.10.2钢板弹簧销的校核. ......................................................................................................... 错误！未定义书签。
华晨汽车工程研究院钢板弹簧设计手册编制：马增辉审核：批准：底盘部门201X-XX-XX发布版本：V0前言本设计手册规定的XXXX产品的要求，和国家有关标准规定而制定。
本设计手册由汽车工程研究院XXXX负责起草；本设计手册由汽车工程研究院XXXX进行管理和解释；本设计手册主要起草人员：变更记录目录1.概述 (1)1.1定义 (1)1.2基本功能和原理 (1)1.3钢板弹簧的布置方案 (3)2.钢板弹簧材质 (4)3.钢板弹簧生产工艺 (4)4.钢板弹簧的参数设计 (4)4.1满载弧高fa (4)4.2钢板弹簧长度L的确定 (5)4.3钢板弹簧断面尺寸及片数的确定 (6)4.4钢板弹簧片数n (8)4.5钢板弹簧各片长度的确定 (8)4.6钢板弹簧刚度的验算 (9)4.7钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 (10)4.8钢板弹簧总成弧高的核算 (11)4.9钢板弹簧的强度验算 (12)5.钢板弹簧设计阶段潜在失效模式 (13)6钢板弹簧台架试验 (13)华晨汽车工程研究院钢板弹簧设计手册1.概述1.1定义钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件，它是由若干片等宽但不等长（厚度可以相等，也可以不相等）的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁，作用是支撑车体，缓和由路面传来的振动和冲击载荷。
图1 钢板弹簧1.2基本功能和原理当钢板弹簧安装在汽车悬架中，所承受的垂直载荷为正向时，各弹簧片都受力变形，有向上拱弯的趋势。
这时，车桥和车架便相互靠近。
当车桥与车架互相远离时，钢板弹簧所受的正向垂直载荷和变形便逐渐减小，有时甚至会反向。
图2 钢板弹簧与车桥简图钢板弹簧第一片称为主片，其两端弯成卷耳，内装青铜或塑料、橡胶、粉末冶金制成的衬套，以便使用弹簧销与固定在车架上的支架或吊耳作销链连接。
钢板弹簧中部一般用U形螺栓固定在车桥上。
中心螺栓用以连接各弹簧片，并保证装配时各片的相对位置。
中心螺栓距两端卷耳的距离可以相等，（称为对称式钢板弹簧）；也可以不相等（称为非对称式钢板弹簧）。
目录一、确定断面尺寸及片数 ------------------------------------------------------------------------ 2二、确定各片钢板弹簧的长度 ------------------------------------------------------------------ 4三、钢板弹簧的刚度验算 ------------------------------------------------------------------------ 5四、钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算。
------------------------------- 7H ------------------------------------------------------------------------------------ 71.钢板弹簧总成在自由状态下的弧高02.钢板弹簧各片自由状态下曲率半径的确定 -------------------------------------------------------------------------------- 8五、钢板弹簧总成弧高的核算 ---------------------------------------------------------------- 10六、钢板弹簧的强度验算 ---------------------------------------------------------------------- 11二、（修改）确定各片弹簧长度--------------------------------------------------------------- 12三、（修改）钢板弹簧的刚度验算 ------------------------------------------------------------ 14四、（修改）钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 --------------------- 15五、（修改）钢板弹簧总成弧高的核算 ------------------------------------------------------ 17六（修改）钢板弹簧的强度验算 ------------------------------------------------------------- 18七、钢板弹簧各片应力计算 ------------------------------------------------------------------- 18八，设计结果 ------------------------------------------------------------------------------------- 20九、参考文献 ------------------------------------------------------------------------------------- 21十、附总成图 ----------------------------------------------------------------- 错误!未定义书签。
-悬架的基本概念一、概述：1、悬架的定义、作用及其组成悬架的定义：悬架是现代汽车上主要总成之一。
是将车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性地连接装置的总称。
悬架的作用：（1）传递作用在车轮与车身之间的一切力和力矩。
路面作用于车轮的垂直力（支承力）、纵向反力（牵引力和制动力）、侧向力以及这些反力所造成的力矩都是通过悬架系统传递到车身上。
（2）缓和由不平路面传给车身的冲击载荷。
由于路面不可能绝对的平整，路面作用于车轮上的垂直反力往往是冲击性的，特别是在坏路面上高速行驶时，这种冲击力将达到很大的数值。
冲击力传到车身时，将会使乘客感到不舒适，货物也可能会受到损伤，并会引起汽车零件的早期损坏。
为缓和冲击，除了使用弹性的充气轮胎以外，就靠悬架系统中的弹性元件来缓和冲击。
（3）衰减由冲击载荷引起承载系统的振动，以保证汽车的正常行驶。
由于冲击载荷，将会产生振动，连续的冲击载荷必然使汽车振动加剧，甚至于发生共振，反而使车身的动负荷增加，持续的振动也容易使乘客感到不舒适和疲劳。
这主要靠悬架系统的减振装置来衰减振动。
（4）保证汽车行驶所必要的稳定性。
当汽车悬架设计比较柔软时，在制动或加速时，车身在纵向平面中发生显著的倾斜，为了防止制动时的“点头”或加速时的“后坐”。
可采用非对称钢板弹簧结构来提高车身的纵向稳定性。
在某些行驶状态下所引起横向力造成车身在横向平面中的倾斜，它将影响汽车的舒适性及稳定性。
可以增加悬架的垂直刚度，采用相应的导向装置的结构布置，以及安装横向稳定杆，增加侧倾角刚度，来提高车身的横向稳定性。
悬架的组成：悬架通常由弹性元件、导向机构、减振装置三部分组成。
（1）弹性元件：主要用来传递垂直力和缓和冲击。
弹性元件主要是靠材料变形来储存能量，并随后将它缓慢地释放出来，而起到缓和冲击的作用。
弹性元件的结构一般有钢板弹簧、扭杆弹簧、螺旋弹簧、橡胶弹簧、空气弹簧、油气悬挂等。
（2）导向机构：主要用来决定车轮相对于车身的运动特性，以保证必要的稳定性，同时传递垂直力以外的力和力矩。
板簧设计手册
《板簧设计手册》是一本系统介绍板簧设计原理、计算方法和制造工艺的参考书。
该手册内容丰富，包括以下几个方面：
1. 板簧的基本概念和应用领域：介绍板簧的定义、分类，以及在机械、电子、汽车等领域中的应用。
2. 材料选择和性能要求：介绍板簧常用的材料，包括钢材、铝合金等，以及选材的原则和注意事项。
同时，对板簧在使用过程中的力学性能要求进行详细说明。
3. 板簧的设计原理和计算方法：详细介绍板簧的设计原理，包括弹性力学理论、应力分析等。
同时，提供了板簧设计的计算方法，包括尺寸计算、受力分析等。
4. 制造工艺和检测方法：介绍板簧的制造工艺，包括模具制造、冷弯工艺等。
同时，对板簧的检测方法进行阐述，包括力学性能的测试、外观质量的检查等。
5. 典型板簧设计案例：列举了一些典型的板簧设计案例，包括扭簧、拉簧、压簧等类型的设计计算。
《板簧设计手册》对板簧的设计工程师、学生及相关行业从业人员具有很高的参考价值，可以帮助他们深入了解板簧的设计原理和计算方法，提高设计水平和工作效率。
汽车钢板弹簧设计第一节悬架的定义、功能及其组成悬架是现代汽车上的主要总成之一，它能够把车架（车身）与车轴（车轮）弹性的连接起来，其主要任务是传递作用在与车架和车轮之间的一切力和力矩，并且缓和由于路面不平而传给车身的冲击载荷，衰减由于冲击载荷引起的承载系统的振动，保证汽车的正常行驶。
悬架通常由弹性元件、导向机构及减振装置组成。
弹性元件主要有：钢板弹簧，螺旋弹簧，橡胶弹簧，空气弹簧及油气弹簧等。
在长期的发展过程中，由于钢板弹簧具有结构简单，制造成本较低，占用空间小，维修方便等一系列特点，因此目前在世界各国仍都在大量的采用钢板弹簧。
第二节．钢板弹簧的种类一、按力学性能特点分：分为等刚度、两极刚度复式钢板弹簧、渐变刚度钢板弹簧。
二、按截面形状分：分为等截面板簧和变截面板簧第三节．钢板弹簧的截面形状目前国内钢板弹簧的截面形状有：a矩形截面b单面双槽截面c带凸肋的截面弹簧在设计成不对称形状，目的是把断面的中性轴移近受拉表面，减少弹簧的拉应力。
此种材料也存在缺点（1）槽内容易储存泥沙加剧表面腐蚀。
（2）轧制后在沟槽的对应拉面上，表面质量较差，双槽的比单槽的更严重。
这种表面缺陷成为疲劳起源点。
注：在钢板弹簧的设计过程中应优先选择GB1222-84《弹簧钢》所规定的规格。
第四节．钢板弹簧的主要元件结构一、第一片卷耳形式钢板弹簧的卷耳形式一般有3种结构，上卷耳、下卷耳和平卷耳（柏林耳）。
上卷耳使用的比较多，采用下卷耳主要是为了协调钢板弹簧与转向系的运动，下卷耳在载荷作用下容易张开。
平卷耳可以减少卷耳的应力，因为纵向力作用方向和弹簧主片断面的中心线重合，对于不能增加主片厚度但又要保证主片卷耳强度的弹簧多采用平卷耳。
但是平卷耳制造上比上述两种卷耳复杂，一般轿车多采用平卷耳或下卷耳。
二、第二片包耳汽车在使用条件恶劣的情况下，需要采用加强卷耳的措施。
常见的是将第二片作成包耳形式以保护主片。
轻型车与箱式客车多采用1/4包耳，而大型载货汽车和大型客车多采用3/4包耳或装配式包耳。
三、钢板弹簧的中心螺栓中心螺栓的作用除了夹紧各片弹簧外又是安装钢板弹簧的定位销。
中心螺栓在U型螺栓松动时易被剪断，因此应有一定的强度。
由于中心螺栓直径大小将影响弹簧断面强度，因此直径不宜选的过大，一般与簧片厚度相等。
下表是推荐中心螺栓尺寸。
四、板簧夹箍板簧夹箍除了防止弹簧各片横向错位之外，还能在弹簧回弹时将力传递给其它片，减少主片应力。
五、板簧衬套钢板弹簧衬套分为金属与非金属，金属衬套一般为钢铜合金、粉末冶金与60号钢，金属衬套要有良好的润滑，否则磨损加剧甚至烧结。
使用后往往伴有弹簧销的磨损，以至两种零件都要更换。
有些军用车采用螺纹结构衬套，即用螺栓式的弹簧销和螺孔式的衬套相配，这种结构能传递侧向力，使卷耳不必与支架接触，消除这部分的磨损，而且可以在侧面采用密封装置保证良好的润滑状态，避免泥水渗入。
非金属衬套分为塑料和橡胶两类。
塑料衬套有自润滑性质，对润滑的要求较低，而且对保护弹簧销有利。
在正常使用条件下不会引起磨损。
我国目前多使用聚甲醛或尼龙衬套。
橡胶衬套不存在磨损，无须润滑保养且有吸收高频振动的功能。
橡胶衬套必须有足够的厚度，才不会在扭转时产生过大剪切应力，这样使卷耳孔径过大降低卷耳的强度。
其次橡胶的老化、开裂与脱胶引起磨损加快。
由于以上原因只在小型客车和小型载重汽车上使用。
第五节．板簧对汽车行驶平顺性影响较好的行驶平顺性，不仅能保证驾乘人员的舒适和保证运载货物的稳定，而且还能提高汽车的运输速度，减少燃料消耗，延长零件使用寿命和提高零件的工作可靠性。
汽车行驶平顺性的评价法，通常根据人体对振动的生理反映及对保持货物完整性的影响来确定。
通常用表征振动的物理量，如频率，振幅，加速度及加速度变化率等做为行驶平顺性的评价指标。
目前常用汽车车身的振动固有频率和振动加速度两个主要指标评价汽车的行驶平顺性。
根据试验得出结论：车身振动的固有频率为人体所习惯的步行时身体上下运动的频率，平顺性较好，约为60～85次/分（1H Z~）振动加速度的极限允许值为（～）g。
从货物的稳定性而言，当振动加速度达到1g时，则在车箱内未固定的货就会离开车箱，因此振动加速度不应超出（～）g。
正确的选择前后悬架的频率，可减轻车身的纵向角振动。
在选择前后悬架的振动频率时，应使前后悬架的振动频率尽量接近，或使后悬架的振动频率略高于前悬架的振动频率。
第六节．钢板弹簧设计钢板弹簧设计的根本任务是，根据整车布置或悬架系统的要求和给定的参数，正确的设计出钢板弹簧的规格尺寸（最好能采用标准所规定的常用材料规格）,并计算出有关参数指标。
一．确定设计的原始依据：根据整车总布置及悬架系统设计要求，首先要给钢板弹簧设计者提供以下几方面的数据作为其设计依据。
1．轴荷整车总布置设计师根据整车的自重、承载能力及各轴的载荷分布情况提供轴荷。
2．非簧载重量在整车布置时根据各有关总成的实际重量或估算重量来计算。
A.车轮、车轿总成的全部重量均算为非簧载重量B.传动轴、纵拉杆、推力杆等总成的一半算为非簧载重量。
C.钢板弹簧总成本身如果装配方式是正置的（主片在上方），则其四分之三的重量算为非簧载重量，如果其装配方式是倒置的（主片在下方），则其四分之一算为非簧载重量。
钢板弹簧的静载荷：（轴荷—非簧载重量）/2＝钢板弹簧的静载荷3. 轴距轴距涉及到板簧长度的确定，有时会影响到板簧力学性能的设计，会出现无法满足总布置设计要求，因而这时就需要由板簧设计者同总布置共同协商解决。
4、重心高度在汽车的总布置设计时往往只给出了空载时重心高度，所以还要根据汽车的使用特点及货物的重心位置，进一步确定出满载时整车的重心高度。
5.钢板弹簧的长度和宽度的控制范围对具体车型的设计，结合轴荷和车型布置（前悬、转向机位置，左右弹簧的中心距，前轮的最大转角，车架外宽等），往往对钢板弹簧的设计，限定一定的长度和宽度范围。
所以从系列化出发，应以尽量少的弹簧长度和宽度来满足各车型的需要，才有利于许多附件的通用化。
6.车架上平面至车轮中心的距离根据整车布置的满载时前、后轴位置上车架离地高度，按轮胎静力半径算出车架上平面至车轮中心的距离。
再结合车架和车轴、车轿的形状，做为钢板弹簧布置的基本空间。
7.重量指标在满足性能和寿命要求的前提下，力争使钢板弹簧的自重不大于设计任务书给定的指标。
计算非簧载重量时，也可参照此值进行估算。
二． 钢板弹簧各基本参数和规格的确定设计钢板弹簧时，不象分析整车振动那样复杂，它可以将前后悬架独立开，并作为一个简单的单自由度无阻尼线性系统来计算。
即不考虑前后悬架的关联不计入轮胎弹性，而且不考虑减振器的阻尼影响。
1.刚度的确定（1） 根据给定车轮的平顺性要求，初步确定期望的自振频率或其范围，按下式计算出期望的满载静挠度，再从已知的负荷算出期望的刚度。
f m =（300N m ）2 C=Q f m C= 48EI 0δL 3式中：N m ————满载自振频率f m ———满载静挠度（单位cm ） Q ——满载负荷 C ——夹紧刚度 δ——形状系数按公式C= 48EI 0δL3 计算的刚度是板簧大概刚度值，当板簧的片数和尺寸确定后，就可以精确计算出挠度和刚度。
钢板弹簧的精确计算要通过表格计算法获得，计算格式如下表：检验刚度的计算已知：板簧规格10*76 共8片各片长度分别为：L1＝L2＝1300mm L3＝1140mm L4＝970mm L5＝794mmL6＝644mm L7＝504mm L8＝364mm式中C== Kg/mm为刚度修正系数一般取~之间。
一般片多与片厚取下限，片少与片薄取上限。
计算刚度时的固有频率的选择还同使用条件有关，一般对于不同类型的汽车按如下推荐值选取：A.重汽推荐值轿车：n＝60～90c/min轻型客车：n ＝70～100c/min 载货类汽车：n ＝80～170c/min 城市客车：n ≯111c/min 长途客车：n ≯99c/min 旅游客车：：n ≯80c/min矿用汽车或越野汽车：n ＝100～130c/min ，在满足强度条件时，也可以取的低一点，有时也可以达到85～125 c/min 。
B.二汽产品设计处对于非独立悬架的载重汽车和越野车，一般满载时，前悬架取N1＝100～110 后悬架N2＝110～120满载时前后频率的比值N1/N2＝～ 2、材料规格与片数的确定钢板弹簧的作用长度系指在伸直状态下两卷耳中心之间的长度，对滑板式板簧的作用长就是作用板簧上的两个支架间的距离，因而也就是支点距。
根据总部置给定的材料宽度与初定的板簧作用长度与无效长度确定板簧的片厚与片数。
C= 48EI 0δL3 δ＝3（1-η3） [12 -2η+η2（32-l n η）]η＝I 1I 0式中： I 1—端部惯性距I 0—根部惯性距 I o =bh 312 .nE ：材料弹性模量（mm 2） （对于单面双槽的材料I o =12）在上式中当L 、s 确定后，C 就由I o 决定，根据I o 选定由上式我们可以看到I o 与h 3成正比，只要稍稍增加h 就能大大地增加I o 从而减少叶片的数量。
一般情况下建议B 和h 的比最好在＜BH ＜10之间为宜。
如性能和结构上不能采用等厚片时，总的种类在一组弹簧中也应超过三组，且最厚片与最薄片的厚度比不小于。
叶片的总数一般在6～14片之间。
个别情况也有较多的。
3、比应力的计算比应力对钢板弹簧的疲劳寿命有明显的影响，在确定的形状系数、有效长度、以及各片的断面参数带如公式可求出比应力：σ= 12EI 0δL 2W 0比应力建议选取下列范围：一般载重汽车前、后簧：450~550kgf/cm 2/cm 越野车平衡悬架弹簧：650~800kgf/cm 2/cm 载重车后悬架副簧： 750~850kgf/cm 2/cm如果所得的比应力值不合适，就应修改片厚和片数，修改后应使根部总惯性矩尽量少变化，即刚度无明显变化。
最后修改值再重算一次刚度。
4、各片长度的确定正确的选择各片长度的目的，是尽可能使应力在片间和片长的分布合理，以达到各片等寿命的要求。
在总成长度与片数确定以后来确定各片的长度。
一般采用展开作图法，这种方法是建筑在共同曲率及单片梁的假设基础上的。
具体画法是从U形螺栓跨距之半（下侧边）到主片端点（上侧边）连一直线，此直线与各叶片的上侧边的交点即为各片长度。
如果前几片为等长片则以最下面一片连线作图。
根据美国SAE设计手册规定，不对称板簧的前后长度比为1：，或更小。
5、总成弧高的确定根据悬架布置的要求（车架至轮心的距离、车架轮廓、车轴尺寸、弹簧总厚度、限位块尺寸、支架尺寸和位置以及最大动行程等），以及对导向特性的要求，确定满载弧高H p按公式计算无载夹紧弧高，然后计算不夹紧自由弧高。
