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设计指南（弹簧、稳定杆）不管悬架的类型如何演变，从结构功能而言，它都是有弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。
一 弹性元件弹性元件主要作用是传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂直载荷，并依靠其变形来吸收能量，达到缓冲的目的。
在现用的弹性元件中主要有三种；（1）钢板弹簧，（2）扭杆弹簧，（3）螺旋弹簧。
钢板弹簧设计板弹簧具有结构简单，制造、维修方便；除作为弹性元件外，还兼起导向和传递侧向、纵向力和力矩的作用；在车架或车身上两点支承，受力合理；可实现变刚度，应用广泛。
(一) 钢板弹簧布置方案1.1钢板弹簧在整车上布置(1) 横置；这种布置方式必须设置附加的导向传力装置，使结构复杂，质量加大，只在少数轻、微车上应用。
(2) 纵置；这种布置方式的钢板弹簧能传递各种力和力矩，结构简单，在汽车上得到广泛应用。
1.2 纵置钢板弹簧布置(1) 对称式；钢板弹簧中部在车轴（车桥）上的固定中心至钢板弹簧两端卷耳中心之间的距离相等，多数汽车上采用对称式钢板弹簧。
(2) 非对称式；由于整车布置原因，或者钢板弹簧在汽车上的安装位置不动，又要改变轴距或通过变化轴荷分配的目的时，采用非对称式钢板弹簧。
(二)钢板弹簧主要参数确定初始条件：1G ~满载静止时汽车前轴（桥）负荷2G ~满载静止时汽车后轴（桥）负荷1U G ~前簧下部分荷重2U G ~后簧下部分荷重1W F =(G 1-G 1U )/2 ~前单个钢板弹簧载荷2W F =(G 2-G 2U )/2 ~后单个钢板弹簧载荷c f ～悬架的静挠度；d f －悬架的动挠度1L ～汽车轴距；1、 满载弧高a f满载弧高指钢板弹簧装在车轴（车桥）上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端（不包括卷耳孔半径）连线间的最大高度差。
a f 用来保证汽车具有给定的高度。
当a f =0时，钢板弹簧在对称位置上工作。
为在车架高度已确定时得到足够的动挠度，常取a f = 10～20mm 。
2、 钢板弹簧长度L 的确定L —指弹簧伸直后两卷耳中心间的距离（1）钢板弹簧长度对整车影响当L 增加时：能显著降低弹簧应力，提高使用寿命；降低弹簧刚度，改善汽车平顺性；在垂直刚度C 给定的条件下，明显增加钢板弹簧纵向角刚度；减少车轮扭转力矩所引起的弹簧变形；原则上在总布置可能的条件下，尽可能将钢板弹簧取长些。
4.3扭杆悬架设计作为悬架弹性元件的一种——扭杆弹簧的两端分别与车架(车身)和导向臂连接。
工作时扭杆弹簧受扭转力矩作用。
扭杆弹簧在汽车上可以纵置、横置或介于上述两者之间。
因扭杆弹簧单位质量储能量比钢板弹簧大许多，所以扭杆弹簧悬架质量小(簧下质量得以减少)，目前在轻型客车、货车上得到比较广泛的应用。
除此之外，扭杆弹簧还有工作可靠、保养维修容易等优点。
扭杆弹簧可以按照断面形状或弹性元件数量的不同来分类。
按照断面形状不同，扭杆弹簧分为圆形、管形、片形等几种。
按照弹性元件数量不同，扭杆可分为单杆式(图4—12a、b)或组合式两种。
组合式扭杆又有并联(图4—12c、d)和串联(图4—12e)两种。
端部做成花键的圆形断面扭杆，因工艺性良好和装配容易而得到广泛应用，与管形扭杆比较材料利用不够合理是它的缺点。
管形断面扭杆有制造工艺比较复杂的缺点，但它也有材料利用合理和能够用来制作组合式扭杆的优点。
片形断面扭杆在一片断了以后仍能工作，所以工作可靠性好，除此之外还有工艺性良好、弹性好、扭角大等优点。
片形断面扭杆的材料利用不够合理。
组合式扭杆能缩短弹性元件的长度，有利于在汽车上布置。
采用圆断面组合式扭杆时，可以用2、4或6根组合形成的组合式扭杆。
图4—12 扭杆断面形状及端部结构a)圆形断面扭杆，端部为花键b)圆形断面扭杆，端部为六角形c)片形组合式扭杆d)圆形组合式扭杆e)串联组合式扭杆下面以汽车上常用的圆形断面扭杆为例，介绍扭杆弹簧的设计要点。
设计前应当根据对汽车平顺性的要求，先行选定悬架的刚度c。
设计扭杆弹簧需要确定的主要尺寸有扭杆直径d和扭杆长度L(图4—13)。
图4－13扭杆弹簧与臂设计时应当根据最大扭矩计算扭杆直径d 3m a x16πτMd =(4—21)式中，max M 为扭杆承受的最大扭矩；τ为扭转切应力，可取允许扭转切应力代人计算。
扭杆的有效长度L 用下式计算 nc Gd L 324π=(4—22)式中，G 为切变模量，设计时取G=4107.7⨯MPa ；n c 为扭杆的扭转刚度。
螺旋弹簧设计一、 弹簧设计参数（1）弹簧丝直径d ：制造弹簧的钢丝直径。
（2）弹簧外径o D ：弹簧的最大外径。
（3）弹簧内径i D ：弹簧的最小外径。
（4）弹簧中径D ：弹簧的平均直径。
计算公式：()/2o i i D D D D d =+=+（5）弹簧节距p ：除支撑圈外，弹簧相邻两圈对应点在中径上的轴向距离。
（6）有效圈数n ：弹簧能保持相同节距的圈数。
（7）支撑圈数s n ：为了使弹簧在工作时受力均匀，保证轴线垂直端面、制造时，常将弹簧两端并紧。
并紧的圈数仅起支撑作用，称为支撑圈。
一般有 1.5T 、2T 、2.5T ，常用的是2T 。
（8）总圈数t n ：有效圈数与支撑圈的和，t s n n n =+。
（9）螺旋方向：有左右旋之分，常用右旋。
二、 弹簧其它参数（1）旋绕比C 〈弹簧指数〉D C d =为了使弹簧本身较为稳定，不致颤动和过软，C 值不能太大；但为避免卷绕时弹簧丝受到强烈弯曲，C 值不应过小。
常用旋绕比C 值（2）计算补偿系数K4144C K C -=- （3）长细比b弹簧自由长度与弹簧中径之比，0H b D=。
三、 弹簧正向设计流程1. 弹簧丝直径dd ≥式中：C ：旋绕比；K ：计算补偿系数，4144C K C -=-； max F ：弹簧所受最大的力，max max s F k λ=；s k ：弹簧的刚度。
现代悬架设计过程中，弹性元件的刚度通常不等于悬架系统等效刚度。
当悬架系统存在杠杆比时，弹性元件的刚度近似等于悬架系统等效刚度与杠杆比平方的乘积，即2s k k i =⨯；i ：悬架等效刚度作用力的力臂/弹性元件（弹簧）作用力的力臂； max λ：弹簧受力时的最大压缩量，等于弹簧处于平衡位置时的压缩量t sm g x k =与车轮上跳至极限时的弹簧压缩量之和； []τ：弹簧材料的许用应力。
2. 弹簧工作圈数（有效圈数）n对于压缩弹簧，弹簧的工作圈数38sGd n C k =。
汽车设计课程设计————钢板弹簧的设计课程设计任务书一、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(1)纵置钢板弹簧的已知参数序号弹簧满载载荷静挠度伸直长度U 型螺栓中心距有效长度119800N9.4cm118cm6cm112cm 材料选用60Si2MnA , 弹性模量取E=2.1× 105MPa3、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。
螺旋弹簧分析标准
1 问题：后桥总成上装配后螺旋弹簧下隔震垫时，没有装配基准位置后悬架螺旋弹簧无法装 配到位 对策：1）在后桥总成上加孔
2）增加决定后螺旋弹簧下隔震垫的位置及防止回转用的基准凸台
2 问题：后减振器座上装配后螺旋弹簧上隔振垫时，由于干涉导致起翘及紧贴不良引起噪音
对策：变更后螺旋弹簧上隔振垫形状
后桥总成 后螺旋弹簧下隔振
3 螺旋弹簧上端距离较近，存在干涉风险 , 根据压缩量，设计合理的间距，避免干涉
4.与橡胶结构零部件配合过盈量建议设计范围为 1~2mm。
5. 后螺旋弹簧长度不适宜，后螺旋弹簧下安装橡胶垫未起到限位作用 对策：优化结构，使后螺旋弹簧下安装橡胶垫对螺旋弹簧起到限位作用，参考图示。
（对策）
6. 后螺旋弹簧下安装橡胶垫与后悬下摆臂无定位结构，无法保证装配的一致性 对策：建议后螺旋弹簧下安装橡胶垫增加定位柱与后悬下摆臂配合
。
汽车用螺旋弹簧设计和制造知识概述汽车用螺旋弹簧是一种用于汽车悬挂系统的重要零件，它起到支撑和缓冲的作用。
螺旋弹簧的设计和制造需要考虑多个因素，包括弹簧材料的选择、弹簧形状和尺寸的确定以及弹簧的制造工艺等。
在本文中，我们将对汽车用螺旋弹簧的设计和制造知识进行概述。
首先，弹簧材料的选择是设计和制造螺旋弹簧的关键因素之一、常用的弹簧材料包括钢材、不锈钢和合金钢等。
这些材料具有良好的弹性和耐腐蚀性能，能够承受汽车悬挂系统的重载和长时间的使用。
根据不同的应用需求，可以选择不同材料的弹簧，以实现最佳的性能。
其次，弹簧形状和尺寸的确定是设计螺旋弹簧的另一个重要因素。
螺旋弹簧的形状通常为圆柱形或锥形。
圆柱形弹簧适用于一般的悬挂系统，而锥形弹簧适用于需要更大的弹簧变率和负载的悬挂系统。
弹簧的尺寸包括弹簧直径、线径、螺距和总圈数等，这些参数决定了弹簧的刚度和负载能力。
设计师需要根据所需的悬挂系统要求确定合适的尺寸。
弹簧的制造工艺也是设计和制造螺旋弹簧的重要环节。
常用的制造工艺包括热处理、卷制和磨光。
热处理是通过加热和冷却的过程来改善弹簧的强度和弹性，以提高弹簧的使用寿命和性能。
卷制是将钢丝卷绕成螺旋形状，并进行调直和切割，以获得所需的尺寸和形状。
磨光是对弹簧进行表面处理，以提高弹簧的使用寿命和耐腐蚀性。
最后，弹簧的质量控制也是制造螺旋弹簧的关键步骤之一、弹簧的质量控制包括原材料的检验、生产过程的控制和成品的检测。
原材料的检验主要是对弹簧材料的拉伸强度、硬度和化学成分等进行测试，以确保材料符合标准要求。
生产过程的控制包括对弹簧卷制、热处理和磨光等工艺的控制，以确保每个环节的质量稳定。
成品的检测主要是对弹簧的尺寸、刚度和负载能力等进行测试，以确保成品符合设计要求。
综上所述，汽车用螺旋弹簧的设计和制造涉及多个方面的知识和技术。
弹簧材料的选择、形状和尺寸的确定、制造工艺和质量控制等都对最终产品的性能和可靠性有着重要影响。
对于设计师和制造商来说，了解和掌握这些知识和技术是保证汽车用螺旋弹簧质量和性能的关键。
目录第1章绪论 (2)第2章悬架系统的结构与分析 (4)2.1悬架的功能和组成 (4)2.2汽车悬架的分类 (4)2.3悬架的设计要求 (4)2.4悬架主要参数 (5)2.4.1悬架的静挠度cf及刚度c (5)2.4.2悬架的动挠度df (6)2.4.3悬架侧倾角刚度及其在前、后轴的分配 (6)2.4.4钢板弹簧结构............................................................................. . (7)第3章前后悬架系统的设计 (8)3.1前悬架系统设计 (8)3.1.1钢板弹簧的设计 (8)3.1.2.钢板弹簧的验算 (10)3.2后悬架系统设计 (13)3.2.1钢板弹簧的设计 (13)3.2.2钢板弹簧的验算 (15)第4章减振器设计 (19)4.1减振器分类 (19)4.2前后悬架减振器计算 (19)4.2.1相对阻尼系数和阻尼系数 (19)4.2.2最大卸荷力 (20)4.2.3工作缸直径 (21)第5章结论 (23)5.1钢板弹簧参数 (23)5.1.1前悬架参数 (23)5.1.2后悬架参数 (23)5.2双筒式减振器参数 (24)5.2.1前减震器参数 (24)5.2.2后减震器参数 (24)参考文献 (25)第1章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。
悬架是汽车中的一个重要组成部分，它把车架与车轮弹性地连接起来，关系到汽车的多种使用性能。
悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成，这是因为悬架既要满足汽车的舒适性要求，又要满足其操纵稳定性的要求，而这两方面又是互相对立的。
湖北文理学院毕业设计（论文）论文（设计）题目汽车悬架系统弹簧刚度的优化设计学院专业班级姓名学号指导教师2015年5月27日摘要汽车悬架弹簧是汽车底盘的关键零件之一，它关系着汽车行驶的安全性、乘坐的舒适性和车体对复杂路面的适应性。
因此，良好的汽车悬架弹簧是保障汽车运行性能的关键因素之一。
汽车悬架弹簧是轿车底盘减震系统中的重要功能性零件，主要作用是吸收振动保证乘员的舒适性。
从技术层面分析，它还起着维持轮胎与地面贴合，保证车辆操纵性的功能。
目前，除了少数顶级豪华车使用主动悬架之外，大部分轿车的减震系统都是由螺旋悬架弹簧与减震器组合而成。
螺旋弹簧作为汽车悬架系统的重要零件，对汽车的运行性能有着重要的影响。
汽车悬架弹簧是汽车底盘的关键零件之一，它关系着汽车行驶的安全性、乘坐的舒适性和车体对复杂路面的适应性。
因此，良好的汽车悬架弹簧是保障汽车运行性能的关键因素之一。
本文通过汽车悬架系统的弹簧刚度进行设计，使系统的固有频率满足设计要求，来说明如何进行振动系统参数的优化设计。
采用理论法、有限元分析法进行了综合研究，以期获得螺旋弹簧合理的设计方法，提高螺旋弹簧的刚度。
关键词：汽车；悬架弹簧；理论法；螺旋弹簧AbstractAutomobile suspension spring is one of the key parts of automobile chassis, it’s relationship with the car, ride comfort and safety of car body adaptability to complex pavement. Therefore, a good car suspension spring is one of the key factors of security car running performance.The automobile suspension spring is an important functional parts, car chassis suspension system main function is to absorb vibration ensure occupant comfort. From the technical analysis, it also plays a maintain tire and ground joint, ensure the vehicles maneuvering function. Helical spring as an important parts of the automobile suspension system, the running performance of the car has an important influence. In recent years, the domestic and external theoretical research and technology of the helical spring technology has great development. With the development of science and technology and the improvement of the engineering application requirements, a new type of spring also appear constantly. Automobile suspension spring is one of the key parts of automobile chassis, its relationship with the car, ride comfort and safety of car body adaptability to complex pavement. Therefore, a good car suspension spring is one of the key factors of security car running performance.This article is designed by automotive suspension spring rate of the system, so that the natural frequency of the system to meet the design requirements, to explain how to optimize the design parameters of the vibration system. Theoretical method, finite element analysis conducted a comprehensive study in order to obtain a coil spring rational design methods to improve the rigidity of the coil spring.Key words：automobile; Suspension spring; Theory method; Helical spring目录摘要 (I)Abstract (II)第 1 章绪论 (1)1.1 本课题研究的背景 (1)1.2 研究的意义及研究现状与发展趋势 (2)1.2.1 悬架弹簧的研究意义 (2)1.2.3 悬架弹簧的未来发展趋势 (3)1.3 本文研究的主要任务 (4)第2章汽车悬架弹簧的基本特性及分析 (5)2.1 汽车悬架弹簧的基本作用与分类 (5)2.1.1 悬架的分类 (6)2.1.2 汽车悬架弹簧的作用 (7)2.2 汽车悬架弹簧的基本性能与材料 (10)2.2.1 悬架弹簧的特性线 (10)2.2.2 弹簧的变形能力 (11)2.2.3 弹簧的固有频率 (12)2.3 汽车悬架弹簧的材料及其特性分析 (13)2.3.1 汽车悬架弹簧的种类和特点 (13)2.3.2 车用悬架弹簧的生产工艺 (14)2.4 悬架弹簧的疲劳强度 (15)2.4.1 变应力的类型和特性 (15)2.4.2 弹簧疲劳曲线 (16)2.4.3 影响弹簧疲劳强度的因素 (17)2.5 本章总结 (17)第3章汽车悬架系统弹簧的分析 (18)3.1 悬架弹簧的理论计算 (18)3.1.1 受到轴向载荷时，悬架弹簧截面的受力分析 (18)3.1.2 受到截面载荷作用时，悬架弹簧的应力分析 (18)3.1.3 受到轴向载荷的作用时，悬架弹簧斜截面的分析 (20)3.2 本章总结 (21)第4章汽车悬架弹簧刚度的优化设计 (23)4.1 弹簧悬架受力分析 (23)4.2 悬架系统的固有频率 (24)4.3 悬架弹簧刚度优化 (26)4.4 本章总结 (28)第5章总结与展望 (29)5.1 工作总结 (29)5.2 未来展望 (29)参考文献 (30)致谢 (32)第 1 章绪论1.1 本课题研究的背景中国进入WTO以来，伴随着与国际市场的更进一步融合，中国的经济得到飞速发展并在全球经济发展中有着举足轻重的地位，《国家中长期科学和技术发展规划纲要》指出，交通运输是我国国民经济的命脉。
汽车用螺旋弹簧设计首先，弹簧的材料选择是设计的关键。
汽车用螺旋弹簧通常使用高强度钢材料，如碳素钢或合金钢。
这样的材料具有高弹性模量和足够的强度，可以实现弹簧在各种路况下的良好性能。
此外，弹簧还需要具有一定的韧性，以避免弯曲或断裂。
其次，弹簧的形状设计是设计的另一个重要方面。
弹簧的形状设计应该充分考虑到悬挂系统的工作条件和实际需求。
通常，常见的弹簧形状有圆螺旋弹簧、圆柱形螺旋弹簧和合相螺旋弹簧等。
各种形状的弹簧在不同的悬挂系统中有不同的适用性和优势。
例如，合相螺旋弹簧可以提供更好的悬挂和减震效果，而圆螺旋弹簧则更适合在平稳路面上使用。
第三，弹簧的尺寸确定是设计过程中的重要一环。
弹簧的尺寸直接影响着弹簧的刚度和负载能力。
通常，弹簧的刚度应根据车辆的重量和载荷来确定。
在设计弹簧尺寸时，还需考虑到车辆的悬挂系统种类、位置和工作条件等因素。
例如，前后悬挂系统可能需要不同的尺寸和刚度的弹簧。
在汽车用螺旋弹簧的设计中，还需要考虑到弹簧的耐久性和疲劳寿命。
弹簧在长时间的使用过程中会受到不断的压缩和伸展，这可能导致材料的疲劳和弯曲。
为了提高弹簧的寿命，可以采用表面处理或热处理等工艺来提高其强度和韧性。
此外，在设计过程中，还需要考虑到弹簧的制造技术和工艺。
螺旋弹簧通常是通过冷却卷制，然后进行喷砂和表面处理来改善其表面质量。
在制造过程中，还需要确保弹簧的材料均匀性和尺寸精度，以保证其性能的稳定性和可靠性。
总之，汽车用螺旋弹簧的设计需要考虑到材料选择、形状设计、尺寸确定、耐久性和制造技术等多个因素。
合理的设计能够提高汽车悬挂系统的舒适性和安全性，为驾驶者带来更好的行驶体验。
