小型商用车的后悬架设计毕业设计论文

实际上的钢板弹簧不可能是三角形，因为为了将钢板弹簧中部固定到车轴上和使两卷耳处能可靠地传递力，必须使它们有定的宽度，因此应该用中部为矩形的双梯形钢板弹簧替代三角形钢板弹簧才有真正的实用意义。

这种钢板弹簧各片具有相同的宽度，但长度不同。

钢板弹簧各片长度就是基于实际钢板各片展开图接近梯形梁的形状这原则来作图的。

首先假设各片厚度不同，则具体进行步骤如下先将各片厚度的立方值按同比例尺沿纵坐标绘制在图上如下图，再沿横坐标量出主片长度的半和形螺栓中心距的半，得到两点，连接即得到三角形的钢板弹簧展开图。

线与各叶片上侧边的交点即为各片长度。

如果存在与主片等长的重叠片，就从点到最后个重叠片的上侧边端点连直线，此直线与各片上侧边的交点即为各片长度。

各片实际长度尺寸需经圆整后确定。

图钢板弹簧展开图根据前面已经算得的数据进行画图，通过作图确定出钢板弹簧各片长度如下图所示，现标注如下图本文设计钢板弹簧展开图由图中可得钢板弹簧片从下到上片长度半的长度，得到分别为。

钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算钢板弹簧总成在自由状态下的弧高钢板弹簧各片装配后，在预压缩和型螺栓夹紧前，其主片上表面与两端不包括卷耳半径连线间的最大高度差，称为钢板弹簧总成在自由状态下的弧高，用下式计算式中，为静挠度为满载弧高为钢板弹簧总成用形螺栓夹紧后引起的弧高变化，为形螺栓中心距为钢板弹簧主片长度。

在前面已经得出。

现计算得则钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径。

钢板弹簧各片在自由状态下曲率半径的确定因钢板弹簧各片在自由状态下和装配后的曲率半径不同，装配后各片产生预应力，其值确定了自由状态下的曲率半径如下图。

各片自由状态下作成不同曲率半径的目的是使各片厚度相同的钢板弹簧装配后能很好地贴紧，减少主片工作应力，使各片寿命接近。

图状态下的曲率半径由材料力学得，作用在任弹簧片上的弯矩与曲率半径变化值之间的关系可用下式表示式中第片弹簧各断面的弯矩，第片弹簧在自由状态下的曲率半径，第片弹簧在装配后的曲率半径，第片弹簧断面惯性矩，弹簧预应力将以上两式联立得假设各片弹簧均为矩形断面，装配后的各片弹簧曲率半径等于弹簧总成在自由状态下的曲率半径，各片弹簧上的预应力可以写成式中第片弹簧片厚，弹簧总成在自由状态下曲率半径，如果知道弹簧总成自由状态下的曲率半径和预加在各片弹簧上的预应力，那么可求出各片弹簧在自由状态下的曲率半径弹簧各片预应力的选择，原则上应考虑以下几个因素Ⅰ弹簧各片未装配前，各片间隙不要相差太大，各片装配后，应使各片能很好配合。

Ⅱ由于主片受力复杂，为保证主片及长片有较长使用寿命，希望适当降低主片及长片应力。

基于上述原因，选择各片预应力时，片厚相等的钢板弹簧，各片预应力值不宜过大。

对片厚不等的弹簧，厚片预应力大些。

般推荐主片在根部的工作应力与预应力叠加后的合成应力约为。

预应力从长片到短片由负值逐渐增至正值的。

并且在确定各片预应力时，理论上应满足各片弹簧在根部出的预应力所造成的弯矩之代数和等于零。

即或因为此钢板弹簧设计的各片的断面尺寸相同，故应力之和要为零。

按常规选择，分配后六片从长到短的预应力依次为。

由此，通过式可分别计算出六片钢板弹簧在自由状态下的曲率半径，计算得。

钢板弹簧总成弧高的核算由于钢板弹簧叶片在自由状态下的曲率半径是经选取预应力后用式计算，受其影响，装配后钢板弹簧总成的弧高与用式计算的结果会不同。

因此需要核算钢板弹簧总成的弧高。

根据最小势能原理，钢板弹簧总成的稳定平衡状态是各片势能总和最小状态，由此可求出等厚叶片弹簧的为式中为钢板弹簧的第片的长度。

计算得进而得。

钢板弹簧总成弧高为。

与前面算得的相差不大，并算得相对误差为故符合标准。

若相差较大，则应重新选择钢板弹簧各片的预应力，再进行核算，直到满足标准。

钢板弹簧强度验算汽车驱动时，后钢板弹簧承受的载荷最大，在它的前半段出现最大应力用下式计算为作用在后轮上的垂直静载荷，查相关资料得为驱动时后轴负荷转移系数，轿车，货车，故取为钢板弹簧前后段长度取为道路附着系数，取为钢板弹簧片宽为钢板弹簧主片厚度为钢板弹簧总截面系数为弹簧固定点到路面的距离，取。

许用应力取为。

将各个数据代入得，符合要求。

故应力分析设计合理。

钢板弹簧卷耳内径和弹簧销直径确定及其强度核算钢板弹簧主片卷耳受力如下图所示。

图钢板弹簧卷耳卷耳处所受应力是由弯曲应力和拉压合成的应力。

式中为沿弹簧纵向作用在卷耳中心线上的力为卷耳内径为钢板弹簧宽度为主片厚度。

许用应力取为。

先初步确定则算得，故满足强度要求。

对钢板弹簧销要验算钢板弹簧受静载荷作用时钢板弹簧销受到的应力其中为满载静止时钢板弹簧端部的载荷为卷耳处叶片宽为钢板弹簧销的直径，用钢或钢经渗碳处理或用钢经高频淬火后，许用应力为根据以上初步确定为。

发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。

例如，旦工程详图有改变，数控工具路径也会自动更新组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。

这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得件产品的设计结合起来。

这优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。

设计方法是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图三维造型还可移动，放大或缩小和旋。

是个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括筋槽倒角和抽空等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。

这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。

这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。

造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或些支持格式的彩色打印机。

还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上软件的其它模块或自行利用语言编程，以增强软件的功能。

它在单用户环境下没有任何附加模块具有大部分的设计能力，组装能力人工和工程制图能力不包括或标准，并且支持符合工业标准的绘图仪，和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。

功能如下特征驱动例如凸台槽倒角腔壳等参数化参数尺寸图样中的特征载荷边界条件等通过零件的特征值之间，载荷边界条件与特征参数之间如表面积等的关系来进行设计。

支持大型复杂组合件的设计规则排列的系列组件，交替排列，的各种能用零件设计的程序化方法等。

贯穿所有应用的完全相关性任何个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动。

其它辅助模块将进步提高扩展的基本功能。

悬架三维图设计界面本文运用。

是目前的最新版本，其操作性上比以往有较大的改善。

图新建的零件板块工作界面图草绘的工作界面钢板弹簧悬架设计绘制过程图等长的第片和第二片图前三片图钢板弹簧片组图弹簧片的固定图悬架与车轴连接图侧悬架的组合图图完整的悬架组合图完整的悬架组合设计优点以下是长安星卡的钢板弹簧的原厂设计图图和本文设计的悬架图图长安星卡圆悬架图设计的悬架通过比较，可得出本文设计的长安星卡钢板弹簧和原悬架比较，有如下几个优点钢板弹簧的布置选择了放在车轴的下方，减少了非簧载质量，增加了后悬架总成钢板弹簧缓冲块簧载质量，由公式得频率变小，使汽车在保证其操纵稳定性和应力强度的条件下，使其的平顺性在原有的基础上有所提高。

适当提高了驾驶员的舒适性。

悬架上置时，当钢板弹簧两端受力变化时，钢板弹簧会沿轴轻微转动，钢板底座和轴会出现挤压和摩擦现象，使轴受到破坏。

且车轴与钢板弹簧底座正压力面积会变小，轴所受的压强较大。

改成下置后，轴所受力的接触面为为缓冲块的底面，即使钢板受力变化时，连接条仍然会和缓冲块底板良好接触，进而使缓冲块和轴