载货汽车后悬架设计实例2012

载货汽车后悬架设计实例

一、设计的主要数据

载质量：6000kg 整备量：5000kg

空车时：前轴负荷：2500kg 后轴负荷：2500kg 满载时：前轴负荷：3350kg 后轴负荷：7650kg

尺 寸： 总 长：8470 总 宽：2470

轴 距：4700 前 轮 距 ：1900 后 轮 距：1800 满载重心高度：1180

二、悬架主要参数的确定 1 悬架的静挠度c f

悬架的静扰度 是指汽车满载静止时悬架上的载荷f c 与此时悬架刚度 c 之比，即

c F f w c /=

货车的悬架与其簧上质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车行驶平顺性的主要参数之一。因汽车的质量分配系数近似等于1，因此货车车轴上方车身两点的振动不存在联系。货车的车身的固有频率n,可用下式来表示： n=

π2//m c

式中，c 为悬架的刚度（N/m ）,m 为悬架的簧上质量（kg ） 又静挠度可表示为：

c mg f c /=

g ：重力加速度（10N/kg ）,代入上式得到： n=15.76/c f

n: hz

c f : mm

分析上式可知：悬架的静挠度直接影响车身的振动频率，因此欲保证汽车

有良好的行驶平顺性，就必须正确选择悬架的静挠度。

又因为不同的汽车对平顺性的要求不相同，货车的后悬架要求在 1.70～2.17hz 之间，因为货车主要以载货为主，所以选取频率为：1.9hz.。

2 悬架的动挠度d f

悬架的动挠度是指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构容许的最大变形时，车轮中心相对车架的垂直位移。通常货车的动挠度的选择范围在6～9cm.。本设计选择：

cm f d 0.8

3 悬架的弹性特性

悬架的弹性特性有线性弹性特性和非线性弹性特性两种。由于货车在空载

和满载时簧上质量变化大，为了减少振动频率和车身高度的变化，因此选用刚度可变的非线性悬架。

4 悬架主，副簧刚度的分配

图1 货车主、副簧为钢板弹簧结构的弹性特性

如何确定副簧开始参加工作的载荷k F 和主，副簧之间刚度的分配，受悬架的弹性特性和主，副簧上载荷分配的影响，原则上要求车身从空载到满载时的振动频率变化要小，以保证汽车有良好的平顺性，还要求副簧参加工作前后的悬架振动频率不大。这两项要求不能同时满足。由于货经常处于满载状态，采用如下方法来确定。

使副簧开始起作用时的悬架挠度a f 等于汽车空载时悬架的挠度0f ，而使副簧开始起作用前一瞬间的挠度k f 等于满载时悬架的挠度c f 。于是可求

k F =W F F 0

式中W F F 和0分别为空载和满载时的悬架的载荷。副簧，主簧的刚度之比为：

1/-=λm a c c ，0/F F w =λ 式中，a c 为副簧的刚度，m c 为主簧的刚度。 单个钢板弹簧满载载荷：

W F =

N g G 36040102

4

4850200765022=??---=---轮重簧重后桥重

满载时 ：W m a F F F =+ （4-9） 式中a F 为副簧簧上质量，m F 为主簧簧上质量。 单个钢板弹簧空载载时簧上质量：

N g G F 10290102

4

48502002500220=??---=---=

轮重簧重后桥重

n=1.9hz , m=3604kg,代入公式： n=π2//m c

可得

C=5137N/cm

又5.310290

36040

/==

=Fo F W λ m a c c /=1-λ=0.87 有上面的二式，可联立方程组：

cm N c c c m a /5137==+ （1）

m a c c /=0.87 （2）

由（1），（2）两式可得：

a c =2390N/cm , m c =2747N/cm

副簧起作用后，近似认为变形相同，从副簧开始起作用到满载的变形为ca f 。 W k F F F 0==19257.5N 又：

a ca m ca k W C f C f F F ++= ，得： a c f = )/()(m a k W C C F F +-

=

5137

5

.1925736040-

= 3.27 cm

N cm N cm C f F a a c a 7815/239027.3=?=?= W m F F =a a c C f ?-=36040N -7815N=28225N

主簧 ： cm f =

m m C F =274728225=10.28cm 副簧 ： ca f =

a a C F =2390

7815=3.27cm 三、弹性元件的设计

1 钢板弹簧的布置方案选择

布置形式为对称纵置式钢板弹簧。

2 钢板弹簧主要参数的确定

已知满载静止时负荷2G =7650kg 。簧下部分荷重kg G Z 4422=，由此可计算出单个钢板弹簧的载荷：

N g G G F Z W 36040102

442

7650222=?-=-=

。 由前面选定的参数知： cm f d 0.8= 2.1满载弧高 ：

满载弧高a f 是指钢板弹簧装到车轴上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端连线间的高度差。常取a f =10～20mm.在此取：

mm f a 15=

2.2钢板弹簧长度L 的确定：

（1） 选择原则：

钢板弹簧长度是弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离。轿车L=(0.40～0.55)轴距；货车前悬架：L=(0.26～0.35)轴距，后悬架：L=(0.35～0.45)轴距。

（2） 钢板弹簧长度的初步选定：

根据经验L = 0.35?轴距，并结合国内外货车资料，初步选定主簧主片的长度为m L =1650mm , 副簧主片的长度为=a L 1180mm. 2.3钢板弹簧断面尺寸的确定：

（1） 钢板弹簧断面宽度

b 的确定：

有关钢板弹簧的刚度，强度可按等截面的简支梁计算，引入挠度增大系数δ加以修正。因此，可根据修正后的简支梁公式计算钢板弹簧所需的总惯性距0J 。对于对称式钢板弹簧

[]

E c kS L J 48/)(30δ-= 式中： S ——U 形螺栓中心距（mm ）

k ——U 形螺栓夹紧(刚性夹紧，k 取0.5)； c ——钢板弹簧垂直刚度（N/mm ）,c=c W f F /; δ——为挠度增大系数。 挠度增大系数δ的确定：

先确定与主片等长的重叠片数1n ，再估计一个总片数0n ，求得01/n n =η，然后δ=1.5/[])5.01(04.1η+，初定δ。 对于主簧：

L=1650mm k=0.5 S=200mm

1n =2 0n =14

14

2

=

η δ=1.5/[])5.01(04.1η+=1.5/?????

?

?+?)1425.01(04.1=1.35

E=2.1510?N/4mm

将上述数据代入以上公式得

0J =137×103

4mm

计算主簧总截面系数0W ：

0W [][]W W kS L F σ4/)(-≥

式中[]w σ为许用弯曲应力。[]w σ的选取：后主簧为450～550N/2mm ，后副簧为220～250 N/2mm 。

w F =m F =28225N

L=1650mm k=0.5 S=200mm

[]w σ=500 N/2mm .

将上面数据代入公式，得：

0W =21.9×103

3mm

再计算主簧平均厚度：

[]cm

w p Ef kS L W J h 6)(/2200σδ-=

==12mm 有了p h 以后，再选钢板弹簧的片宽b 。推荐片宽和片厚的比值在6～10范围内选取。

b = 110mm 对于副簧： L=1180mm k=0.5 S=200mm 11=n 50=n 5

1=

η 31.1)515.01(04.1/5.1=?????

?

?+?=δ

E=25/101.2mm N ?

将上述数据代入公式，得

4401040mm J ?= 计算副簧总截面系数0W ：

0W [][]W W kS L F σ4/)(-≥

w F =a F =7815N

L=1180mm k=0.5 S=200mm

[]w σ=245 N/2mm .

将上面数据代入，得：

0W =8.6×103

3mm

再计算副簧平均厚度：

[]ca

w p Ef kS L W J h 6)(/2200σδ-=

==10mm b = 110mm （2）钢板弹簧片厚h 的选取:

本设计主簧和副簧均采用等厚片，片厚分别为12mm 、10mm 。

通过查手册可得钢板截面尺寸b 和h 符合国产型材规格尺寸。 （3）钢板断截面形状的选择： 本设计选取矩形截面。 （4） 钢板弹簧片数的选择：

片数n 少些有利于制造和装配，并可以降低片与片之间的干摩擦，改善汽车的行驶平顺性。但片数少了将使钢板弹簧与等强度梁的差别增大，材料的利用率变坏。多片钢板弹簧一般片数在6～14片之间选取，重型货车可达20片。用变截面少片弹簧时，片数在1～4选取。

根据货车的载荷并结合国内外资料初步选取本货车主簧的片数为14片，副簧的片数为5片。

2.4 钢板弹簧各片长度的确定

先将各片的厚度i h 的立方值3

i h 按同一比例尺沿纵坐标绘制在图上，再沿横坐标量出主片长度的一半L/2和U 型螺栓中心距的一半s/2，得到A,B 两点，连接A ，B 两点就得到三角形的钢板弹簧展开图。AB 线与各片上侧边的交点即为各片的长度。如果存在与主片等长的重叠片，就从B 点到最后一个重叠片的上侧边断点连一直线，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。由图2确定主簧各片长度：

图2 确定主簧各片长度图

主簧各片钢板的长度如表1：

由图3确定副簧各片长度；

图3 确定副簧各片长度图

3 钢板弹簧刚度的验算

在此之前，有关挠度增大系数δ，总惯性矩0J ，片长和叶片端部的形状都不够准确，所以有必要验算刚度。用共同曲率法计算刚度，刚度的验算公式为：

C=??

????-∑=++n i K K k Y Y a E 113

1)(/6α

其中，)(111++-=k k l l a ；∑==k i i K J Y 1

/1 ；∑+=+=1

1

1/1k i i K J Y 。

式中，α为经验修正系数，取0.90～0.94，E 为材料弹性模量；,1l 1+k l 为主片和第（k+1）片的一般长度。

公式中主片的一半1l ，如果用中心螺栓到卷耳中心间的距离代入，求的刚度值为钢板弹簧总成自由刚度j c ；如果用有效长度，即)5.0(1'

1kS l l -=代入上式，求得的刚度值为钢板弹簧总成的夹紧刚度z c 。

由公式∑==i i K J Y 1

/1(mm -4

)，得：

Y 1=6.3×10

-5

Y 2=3.15×10-5 Y 3=2.1×10-5 Y 4=1.575×10

-5

Y 5=1.26×10-5

Y 6=1.05×10-5

Y 7=0.9×10-5

Y 10=0.63×10-5

Y 11=0.573 ×10

-5

Y 12=0.525×10

-5

Y 13=0.485 ×10

-5

Y 14=0.45×10-5

将上述数据代入公式，得总成自由刚度jm C ： jm C =2821N/cm

将上述数据代入公式有效长度，即ks l l 5.01'

1-=，代入到公式所求得的是钢板弹簧总成的夹紧刚度zm C

zm C =2844N/cm

与设计值m c =2747N/cm 相差不大，基本满足主簧刚度要求。

（2）副簧刚度的验算：

=i 1

Y 1=1.1×10

-4

Y 2=0.55×10-4 Y 3=0.37×10-4 Y 4=0.275×10-4

Y 5=0.22×10-4

将上述数据代入公式，得总成自由刚度ja C ：

ja C =2504N/cm

如果用有效长度，即kS l l 5.01'1-=，代入公式所求得的是钢板弹簧总成的夹紧刚度za C

za C =2554N/cm

与设计值a c =2390N/cm 相差不大,基本满足副簧刚度要求。

4 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算

（1）钢板弹簧总成在自由状态下的弧高0H

钢板弹簧总成在自由状态下的弧高0H ，用下式计算：

)(0f f f H a c ?++= 式中，c f 为静挠度；a f 为满载弧高；f ?为钢板弹簧总成用U 型螺栓夹紧后引起的弧高变化，2

2)

)(3(L

f f S L S f c a +-=?；S 为U 型螺栓的中心距。L 为钢板弹簧主片长度。

下面分别计算主簧和副簧总成在自由状态下的弧高0H ： 主簧：

由：mm f cm 8.102= mm f a 15= 2

2))(3(L

f f S L S f cm a +-=

?=()()()mm 6.2016502/158.102200165032002

=?+-?? 则)(0f f f H a cm ?++==102.8+15+20.6=138.4mm 副簧：

22))(3(L f f S L S f ca a +-=

?=()()

mm 4.1111802157.32200118032002

=?+?-??

)(0f f f H a ca ?++==32.7+15+11.4=59.1mm

（2）钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径的确定：

主簧总成在自由状态下的曲率半径：02

08/H L R ==4

.138816502

?=2459mm.

副簧总成在自由状态下的曲率半径：'

02

''

08/H L R ==

mm 29451

.59811802

=? （3）钢板弹簧各片自由状态下曲率半径的确定 矩形断面钢板弹簧装配前各片曲率半径由下式确定

[]i i i Eh R R R /)2(1/000σ+=

式中，i R 为第i 片弹簧自由状态下的曲率半径（mm ），为

钢板弹簧总成0R 在

自由状态下的曲率半径（mm ）为各片钢板弹簧预应力i 0σ（N/2mm ）；E 为材料的弹性模量N/2mm ，取E 为5101.2? N/2mm ；为第i h i 片的弹簧厚度（mm ）。在已知的条件下，可以用式和各片弹簧的预应力i R 00σ[]i i i Eh R R R /)2(1/000σ+=计算出各片钢板弹簧自由状态下的曲率半径R i 。

对于片厚相同的钢板弹簧，各片弹簧的预应力值应不宜选取过大；推荐主片在根部的工作应力与预应力叠和后的合成应力应在300～350N/2mm 内选取。1～4片长片叠加负的预应力，短片叠加正的预应力。预应力从长片由负值逐渐递增为正值。

在确定各片预应力时，理论上应满足各片弹簧在根部处的预应力所造成的弯矩之代数和等于零，即i M ：

01=∑=n

i i M

或 01

0=∑=i n

i i W σ

下面分别计算主簧和副簧的各片在自由状态下曲率半径的确定： 主簧：

mm R 24590= E=5101.2? N/2mm i h =12mm

然后用上述公式计算主簧各片在自由状态下曲率半径，结果见表4：

表4 主簧各片在自由状态下曲率半径

副簧如表5：

mm R 2945'0= E=5101.2? N/2mm '

i h =10mm

然后用上述公式计算副簧各片在自由状态下曲率半径，结果见表6： （4）.主簧总成和副簧总成各片在自由状态下弧高的计算： 如果第i 片的片长为i L ，则第i 片弹簧的弧高为： i i i R L H 8/2

= 主簧：

将各片长度和曲率半径代入上式，得主簧总成各片在自由状态下弧高如表7： 表7 主簧总成各片在自由状态下弧高

重复上面的过程，得副簧总成各片在自由状态下弧高

5 钢板弹簧总成弧高的核算

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，由此可求得等厚叶片弹簧的为：0R

1/0R =∑∑==n

i i i n

i i L R L 1

1

/)/(

式中，为钢板弹簧i L 第i 片长度。

钢板弹簧的总成弧高为 H 028/R L ≈

上式计算的结果应与)(0f f f H a c ?++=计算的设计结果相近。如果相差太多，可重新选择各片预应力再行核算。 先对主簧的总成弧高核算

将主簧各片的长度和曲率半径代入上述公式可得： mm R 24780=

然后再代入H 02

8/R L ≈=

mm 3.1372478

816502

=?。 原设计值为H 0=138.4mm ，相差不大，符合要求。 再对副簧的总成弧高核算

将副簧各片的长度和曲率半径代入公式：1/'

0R =∑∑==n

i i i n

i i L R L 1

'

'

'

1

/)/(可得：

'

0R =2940mm

副簧总成弧高H '

02

'8/R L ≈=

mm 2.592940

811802

=? 原设计值为H 0=59.1mm ，相差不大，符合要求。

四、钢板弹簧强度验算

当货车牵引驱动时，货车的后钢板弹簧承受的载荷最大，在它的前半段出现的最大应力max σ用下式计算

max σ=[]

[]02112'22)(/)(w l l c l l m G ++?+1'

22/bh m G ?

式中，2G 为作用在后轮上的垂直静载荷，'

2m 为制动时后轴负荷转移系数；轿车：'

2m =1.25~1.30；货车：'

2m =1.1~1.2；?为道路附着系数；b 为钢板弹簧片宽；1h 为钢板弹簧主片厚度。许用应力[]σ取为1000N/mm 2。

对于具有副簧的悬架，验算强度时应按主、副簧所受的实际载荷计算，主、

副簧的参数应取验算后的实际值，刚度应取夹紧刚度。

满载静止时有：

f C f C F G zm za k ++=2

cm C C F G f zm za k 11.32844

25545.19257360402=+-=+-= N f C F F zm k 2810211.328445.19257=?+=+=主 N f C F za 794311.32554=?==副

由上式验算主簧强度：

]

[7372

121108

.015.136040)

6

1211014(16508108.082515.13604082582532312)(2'

220212'2221max σ??σ<=????+???????+??=

+

++=MPa bh m G W l l c l m G l Gl pm

其中牵引驱动时，主簧载荷为 G=N m F G 3231215.1)794336040()('

22=?-=-副

'

2m =1.15 ?=0.8

验算副簧强度：

][294)

6

10

1105(

118059059015.17943)(2

212

1'

2max σσ<=??????=

+=

MPa W l l l l m F a a a a 副

主副簧强度在许用应力范围内，符合强度要求。 验算汽车在不平路面上钢板弹簧的强度。

不平路面上时，应按钢板弹簧的极限变形即动挠度f d 计算载荷。 主簧的极限载荷按下式计算：

N f C F F d zm mj 508548284428102=?+=+=主

MPa MPa W l l l l F mj m 1000][568)

6

1211014(165082582550854)(2

2121=<=?????=

+=

σσ

副簧的极限载荷按下式计算：

N f C F F d za aj 28375825547943=?+=+=副

MPa MPa W l l l l F a a a a aj a 1000][913)

6

10

1105(

118059059028375)(2

2121=<=?????=

+=

σσ 不平路面上主副簧都符合强度要求。

五、钢板弹簧主片的强度的核算

钢板弹簧主片应力σ是由弯曲应力和拉（压）应力合成，即：

1

2

11)(3bh F bh h D F s

s +

+=

σ 其中 ?'

2

2m G F s = 为沿弹簧纵向作用力在主片中心线上的力；pm h h 21= 卷耳厚度；D 为卷耳内径；b 为钢板弹簧宽度。许用应力[σ]取为350MPa 。代入上

式得：

()()][4.1441221108.015.136040122110122608.015.13604032

σσ<=????+???+????=MPa 主片符合强度要求。

六、钢板弹簧弹簧销的强度的核算

对钢板弹簧销要验算钢板弹簧受静载荷时钢板弹簧销受到的挤压应力

bd F S z /=σ。其中S F 为满载静止时钢板弹簧端部的载荷，b 为主片叶片宽；d 为钢板弹簧直径。用20钢或20Cr 钢经渗碳处理或用45钢经高频淬火后，其[z σ]≤7—9 N/mm 2。

N G F S 180202/360402/2===

bd F S z /=σ=()2/5.260120/18020mm N mm mm N =?

弹簧销满足强度要求。

（一） 总体设计计算

1． 轴数、驱动形式、布置形式

根据国家道路交通法规、设计规范及汽车的用途选定轴数、驱动形式、布置形式，需对货车的几种典型的布置形式进行分析比较。

2. 汽车主要参数设计 1） 主要尺寸

外廓尺寸的确定需考虑法规、汽车的用途、装载质量及涵洞和桥梁等道路尺寸条件。GB 1589-1989规定了汽车外廓尺寸限界，可参考同类车型选取，国内生产轻中型货车的主要厂家有：解放、东风、长安、北汽福田、江铃、南汽、江淮汽车等，可上网查询相关产品的参数。

轴距、轮距、前悬、后悬等参数可参照《汽车设计》教材推荐的范围并参考同类车型选取。

车厢尺寸可考虑汽车的用途参考同类车型选取，但必须保证运送散装煤和袋装粮食时能装足额定的装载质量。

2） 进行汽车轴荷分配

汽车的轴荷分配可根据汽车的驱动形式、发动机位置、汽车结构特点、车头形式及总质量等参照《汽车设计》教材推荐的范围并参考同类车型选取。

3. 发动机功率、转速、扭矩及发动机型号的确定

根据给定的基本设计参数按下式估算发动机的最大功率：

式中的A 为正投影面积，根据外形尺寸计算得到，货车C D 取0.8~1.0。

根据估算出来的最大功率从国内主要汽车发动机生产厂家的产品中选定发动机型式（汽油机或者柴油机）和型号，国内汽车发动机生产厂家主要有：玉柴、朝柴、解放、东风、长安、柳州动力、云内动力、北京内燃机等，可上网查询相关产品的型号及参数。

4. 汽车轮胎的选择

根据汽车的用途及轴荷、最高车速并参考同类汽车选取，可上汽车轮胎制造商网站查找有关轮胎和轮辋参数。国产轮胎的知名品牌有：三角、双钱/回力、成山、东风、风神等。

5. 确定传动系最小传动比，即主减速器传动比

在选定最小的传动比时，要考虑到最高挡行驶时有足够的动力性能。根据《汽车理论》，发动机最大功率时的车速p u 应等于最高车速或略小于最高车速

max a p u u ≤

即主减速器传动比0i ：

g

max a max

p r 0i u n r 377.0i ???≥

)v 76140A C v 3600gf m (1

P 3

max a D max a r a T max

e +=η

式中：r r 为滚动半径；m ax p n 为发动机额定功率时的转速；max a u 为最高车速（应根据选定发动机后的参数重新估算）， g i 为变速器的最高挡传动比，若最高挡为直接挡，则g i =1。

6. 确定传动系最大传动比，从而计算出变速器最大传动比。

确定传动系最大传动比时，要考虑三方面：①最大爬坡度；②附着力；③汽车的最低稳定车速。就普通货车而言，当0i 已知时，确定传动系最大传动比也就是确定变速器I 挡传动比。汽车爬大坡时车速很低，可忽略空气阻力，汽车的最大驱动力应为：

max max i f t F F F +=

或

max max 01max sin cos ααηG Gf r

i i T T

g tq +=

即 ()T

rq g i T r

f G i ηαα??+?≥

0max max max 1sin cos

一般货车的最大爬坡度为30％，即7.16max ≈α° 根据附着条件校核最大传动比：

?η201max G r i i T r

T

g e ≤

式中：2G 为后轴轴荷；r r 为滚动半径；1g i 为变速器的I 挡传动比。 所以： T

re r

g i T r G i η?0max 21?≤

（二） 指定总成设计

1. 前后悬架设计 （1）悬架结构形式

普通货车常采用钢板弹簧非独立悬架，后悬架由于载荷变化较大，常采用主、副簧结构。

（2）悬架主要参数设计 a. 静挠度c f

静挠度与固有频率之间有如下关系

n=5/

c f

式中 n 的单位为Hz ，f c 的单位为cm 货车满载时，前悬架偏频要求在1.50~2.10Hz ，而后悬架则要求在1.70~2.17Hz 。 b. 悬架的动挠度d f

货车的动挠度的选择范围在6～9cm

c. 悬架主，副簧刚度的分配

按《汽车设计》教材P182页的第一种方法分配

k F =W F F 0

1/-=λm a c c ，0/F F w =λ

且 c w m a f /F c c c ==+

对于副簧置于主簧之上的安装结构，可以近似认为，副簧起作用后，主、副簧的变形相同，从副簧开始起作用到满载的变形为ca f ，则有：

a ca m ca k W C f C f F F ++=

即 a c f =)/()(m a k W C C F F +-

故 副簧满载载荷 a a c a C f F ?=

主簧满载载荷

W m F F =a a c C f ?-

对于副簧置于主簧之下的安装结构（如：总质量较小的微型、轻型货车，副簧常采用少片变截面弹簧），则须视具体安装结构决定主副簧的载荷分配，如果副簧的有效长度与主簧的长度相当或比主簧长，可以近似认为，副簧完全起作用后，主、副簧的变形相同，仍然可按上述方法分配主副簧的载荷；如果副簧的有效长度比主簧的长度短，可以近似的认为，主副簧的长度比与副簧完全起作用后主副簧的变形比相等。如主副簧的长度比为a （a>1），参照以上方法有：

a ca m ca k W C f C af F F ++=

副簧满载载荷 a a c a C f F ?= 主簧满载载荷

W m F F =a a c C f ?-

（3）钢板弹簧主要参数的确定

a. 满载弧高a f

a f =10～20mm

b. 钢板弹簧长度L

货车前悬架：L=(0.26～0.35)轴距，后悬架：L=(0.35～0.45)轴距。 c. 钢板弹簧断面宽度b

先按下式确定钢板弹簧平均厚度

[]c

w 200p Ef 6)kS L (W /J 2h σδ-=

= 推荐片宽与片厚的比值b /h p 在6~10范围内选取。 d. 钢板弹簧片厚h

增加片厚h,可以减少片数n 。钢板弹簧各片厚度可能有相同和不同两种情况，希望尽可能采用前者。但因为主片工作条件恶劣，为了加强主片及卷耳，也常将主片加厚，其余各片厚度稍薄。此时要求一副钢板弹簧的厚度不宜超过三组。为使各片寿命接近，要求最厚片与最薄片厚度之比应小于1.5。此外，钢板截面尺寸b 和h 必须符合国产型材规格尺寸，因而须查手册最后确定。

e. 钢板断截面形状

矩形截面制造简单，强度好不会引起应力集中，T 形截面、单面有抛物线边缘断面、

单面有双槽的断面可以提高钢板弹簧的疲劳强度和节约近10%的材料，因而各有优势。

f. 钢板弹簧片数

多片钢板弹簧一般片数在4～14片之间选取,采用变截面少片弹簧时，片数在1～4片之间选取。

g. 钢板弹簧各片长度的确定 采用作图法:

h. 钢板弹簧刚度的验算

C=??

????-∑=++n i K K k Y Y a E 113

1)(/6α

其中，)(111++-=k k l l a ；∑==k i i K J Y 1

/1 ；∑+=+=1

1

1/1k i i K J Y 。

式中，α为经验修正系数，取0.90～0.94，E 为材料弹性模量；,1l 1+k l 为主片和第（k+1）片的一半长度。公式中主片的一半1l ，如果用中心螺栓到卷耳中心间的距离代入，求得的刚度值是钢板弹簧总成自由刚度j c ；如果用有效长度，即)5.0(1'

1kS l l -=代入上式，求得的刚度值是钢板弹簧总成的夹紧刚度z c 。

i. 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高0H

)(0f f f H a c ?++= 其中 2

2)

)(3(L

f f S L S f c a +-=

? j. 钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径

0208/H L R =

k. 钢板弹簧各片自由状态下曲率半径

钢板弹簧各片在自由状态下的和装配后曲率半径不同，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i R 。各片自由状态下做成不同的曲率半径的目的是为了使各片厚度相同的钢板弹簧装配后能很好地贴在一起，减少主片的工作应力，使各片的寿命接近。

悬架设计

一、悬架的静挠度 悬架的静扰度 是指汽车满载静止时悬架上的载荷Fw 与此时悬架刚度c 之比，即 c F f w c /= 货车的悬架与其簧上质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车行驶平顺性的主要参数之一。因汽车的质量分配系数近似等于1，因此货车车轴上方车身两点的振动不存在联系。货车的车身的固有频率n,可用下式来表示： n=π2//m c 式中，c 为悬架的刚度（N/m ）,m 为悬架的簧上质量（kg ） 又静挠度可表示为： c mg f c /= g ：重力加速度（2/9810s mm g =）,代入上式得到： n=15.77/c f n: Hz c f : mm 分析上式可知：悬架的静挠度直接影响车身的振动频率，因此欲保证汽车有良好的行驶平顺性，就必须正确选择悬架的静挠度。 又因为不同的汽车对平顺性的要求不相同，货车的前悬架偏频要求在

1.50～ 2.10Hz 之间，因为货车主要以载货为主，所以选取频率为：1.8Hz. 由 n=15.77/c f 得， c f =76.7mm ，取c f =77mm 二、 悬架的动挠度 悬架的动挠度是指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构容许的最大变形时，车轮中心相对车架的垂直位移。通常货车的动挠度的选择范围在6～9cm.。本设计选择： d f =80mm 三、 悬架的弹性特性 悬架的弹性特性有线性弹性特性和非线性弹性特性两种。由于货车在空载和满载时簧上质量变化大，为了减少振动频率和车身高度的变化，因此选用刚度可变的非线性悬架。 已知满载静止时负荷kg G 9340 1=。簧下部分荷重kg G u 12201=，由此可计算出单个钢板弹簧的载荷： N g G G F u w 397882/8.9*)12209340(2/)(222=-=-= 因为2/)(222g G G F u w -=，c F f w c /=，c mg f c /= mm f c 77= 代入公式，可得 C=516.7N/mm

钢板弹簧悬架设计

专业课程设计说明书题目：商用汽车后悬架设计 学院机械与汽车学院 专业班级 10车辆工程一班 学生姓名 学生学号 201030081360 指导教师 提交日期 2013 年 7 月 12 日 1

一．设计任务：商用汽车后悬架设计 二．基本参数：协助同组总体设计同学完成车辆性能计算后确定 额定装载质量5000KG 最大总质量8700KG 轴荷分配 空载前：后52:48 满载前：后32:68 满载校核后前：后33：:67 质心位置： 高度：空载793mm 满载1070mm 至前轴距离：空载2040mm 满载2890mm 三．设计内容 主要进行悬架设计，设计的内容包括： 1．查阅资料、调查研究、制定设计原则 2．根据给定的设计参数(发动机最大力矩，驱动轮类型与规格，汽车总质量和使用工况，前后轴荷，前后簧上质量，轴距，制动时前轴轴荷转移系数，驱动时后轴轴荷转移系数)，选择悬架的布置方案及零部件方案，设计出一套完整的后悬架，设计过程中要进行必要的计算。 3．悬架结构设计和主要技术参数的确定 （1）后悬架主要性能参数的确定 （2）钢板弹簧主要参数的确定 （3）钢板弹簧刚度与强度验算 2

（4）减振器主要参数的确定 4．绘制钢板弹簧总成装配图及主要零部件的零件图 5．负责整车质心高度和轴荷的计算和校核。 *6．计算20m/s车速下，B级路面下整车平顺性(参见<汽车理论>P278 题6.5之第1问)。 四．设计要求 1．钢板弹簧总成的装配图，1号图纸一张。 装配图要求表达清楚各部件之间的装配关系，标注出总体尺寸，配合关系及其它需要标注的尺寸，在技术要求部分应写出总成的调整方法和装配要求。 2．主要零部件的零件图，3号图纸4张。 要求零件形状表达清楚、尺寸标注完整，有必要的尺寸公差和形位公差。在技术要求应标明对零件毛胚的要求，材料的热处理方法、标明处理方法及其它特殊要求。 3．编写设计说明书。 五．设计进度与时间安排 本课程设计为2周 １．明确任务，分析有关原始资料，复习有关讲课内容及熟悉参考资料0.5周。 ２．设计计算0.5周 ３．绘图0.5周 ４．编写说明书、答辩0.5周 3

钢板弹簧悬架系统设计规范--完整版

钢板弹簧悬架系统设计规范 1范围 本规范适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参 数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的 修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 QC/T 491-1999汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 QCn 29035-1991汽车钢板弹簧技术条件 QC/T 517-1999汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件 GB/T 4783-1984汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法 3符号、代号、术语及其定义 GB 3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义 GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码 GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸 QC/T 491-1999汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 GB/T 12549-2013汽车操纵稳定性术语及其定义 GB 7258-2017机动车运行安全技术条件 GB 13094-2017 客车结构安全要求 QC/T 480-1999汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 QC/T 474-2011客车平顺性评价指标及限值 GB/T 12428-2005客车装载质量计算方法 GB 1589-2016道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码机动车 JTT 325-2013营运客车类型划分及等级评定 凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 4悬架系统设计对整车性能的影响 悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置 （减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的 振动，保证汽车的正常行驶。悬架结构、性能不仅影响汽车的行驶平顺性，还对操纵稳定性、燃油经济性、通过性等多种

麦弗逊式悬架设计说明书

前言 悬架是现代汽车的重要组成部分之一。虽然并非汽车在行进必不可少的装备，但如果没有悬架，将极大的影响汽车的操纵稳定性和平顺性。悬架对整车性能有着重要的影响。在汽车市场竞争日益加剧的今天，人们对汽车的性能的认识更多的靠更为直接的感观感受，而非他们不太懂得的专业术语。 因此，对汽车操纵稳定性﹑平顺性的提升成为了各大汽车厂商的共识。与此关系密切的悬架系统也被不断改进，主动半主动悬架等具有反馈的电控系统在高端车辆上的应用日趋广泛。无论定位高端市场，还是普通家庭的经济型轿车，没有哪个厂家敢忽视悬架系统及其在整车中的作用。这一切，都是因为悬架系统对乘员的主观感受密切联系。悬架系统的优劣，乘员在车上可以马上感受到。 “木桶理论”，很多人都知道，整车就好比是个“大木桶”，悬架是它的一片木板。虽然，没有悬架的汽车还是可以跑动的，但是坐在上面是很不舒服的。坐过农用车货厢的人，对此应该是颇有些体会的，即便是较好的路况，在上面也是颠来颠去的。因为它的悬架很简单，对平顺性和操纵稳定性考虑的很少。只有当悬架这块木板得到足够重视，才能使整车性能得以提升。否则，只能是句空话。 正因为悬架在现代汽车上的重要重要作用，应该重视汽车悬架的设计。只有认真，严谨的设计才能确保其与整车的完美匹配。而要做到这一点，就必须，查阅大量相关书籍，图册，行业和国家标准。

这些是对我们这些将来要从事汽车设计，制造工作的工科出身的大学毕业生的必须经历的一个必不可少的训练。没有经过严格的训练的洗礼，是不可能具备这种专业精神和素质的。 目录

前言 (1) 第一章悬架的功用 (4) 第二章悬架系统的组成 (6) 第三章悬架的类型及特点 (7) §3.1非独立悬架的分类及特点 (8) §3.2独立悬架分类及特点 (9) 第四章匹配车型的选择 (13) 第五章悬架主要参数的确定 (15) §5.1悬架静挠度 f (15) c §5.2悬架的动挠度 f (16) d 第六章弹性元件的计算 (19) §6.1弹簧形式、材料的选择 (19) §6.2确定弹簧直径及刚度 (19) §6.3其他参数的计算 (20) §6.4弹簧的校验 (21) 第七章减振器的设计 (21) 第八章独立悬架导向机构的设计 (26) §8.1导向机构的布置参数 (26) §8.2 麦弗逊式悬架导向机构设计 (28) 第九章悬架系统的辅助元件 (31) 第十章展望—未来的汽车悬架 (33) 小结 (34) 参考文献 (36)

EQ1092货车的前后悬架系统的毕业设计

摘要 本次设计题目是EQ1092货车的前后悬架系统的设计。 所设计悬架系统的前悬架采用钢板弹簧非独立式悬架。后悬是由主副簧组成，也是非独立悬架。首先确定悬架的主要结构形式，然后对主要性能参数进行确定。在前悬的设计中首先设计了钢板弹簧，材料和许用应力，和方案布置的设计；还有减振器的选择。在后悬架系统设计中主要对主副钢板弹簧进行了设计，特别是钢板弹簧的刚度比分配计算和刚度的校核。 最后对悬架系统进行了平顺性分析，目的是判断所设计的悬架平顺是否满足要求。在平顺性分析时运用了时域分析方法，采用了两个自由度，最后通过编程计算，结果是没有不舒适。因而对提高汽车的动力性、经济性和操纵稳定性是有利的。 关键词：悬架设计；钢板弹簧；平顺性；货车

Abstract The title of this thesis is the design of front and rear suspension systems of EQ1092 truck. The front suspension system is the leaf spring, dependent suspension. The rear suspension system consists of the main spring and the helper spring and it is also dependent suspension. In the procedure of the design we made certain the structural style of the suspension system in the first, then we made certain the main parameters. In the design of the front suspension we designed the leaf spring firstly, material and allowable stress and the design of scheme , moreover the design of shock absorber. In the design of rear suspension we carried out the design of the main spring and the helper spring, specially the counting of distribution of angular rigidity between the main spring and the helper spring and the checking of the angular rigidity. In the final design stage, we implement the analysis of suspension ride performance. The aim is whether suspension ride quality meets to the performance requirement. The ride performance analysis adopts the methods with time domain and with two degree of freedoms by computer program. The results indicate that there is no uncomfortableness for the car on road. Therefore, it is helpful for the dynamical, economical and handling performances of the studied vehicle. Key words: Suspension Design; Leaf spring; Ride Performance; Truck

轿车悬架系统设计

摘要 随着汽车工业技术的发展对汽车的行驶平顺性，操纵稳定性以及乘坐舒适性和安全性的要求越来越高，汽车行驶平顺性又与悬架密切相关。因此，对悬架系统的设计具有一定的实际意义。 本次设计主要研究的是比亚迪F3轿车的前、后悬架系统的硬件选择设计，计算出悬架的刚度、静挠度和动挠度。通过阻尼系数和最大卸荷力确定了减振器的主要尺寸。最后进行了横向稳定杆的设计。本设计在轿车前后悬架的选型中均采用独立悬架。其中前悬架采用当前家庭轿车前悬流行的麦弗逊悬架，后悬则采用拖曳臂式悬架。前、后悬架的减振器均采用双向作用式筒式减振器。这种结构的设计，有效的提高了乘座的舒适性和驾驶稳定性。、采用CAXA软件分别绘制前后悬架的装配图和零件图。 关键词：家庭轿车；悬架；平顺性；弹性元件

Abstract With the development of the automobile industry of motor vehicles on ride comfort, handling and stability as well as comfort and safety of the increasingly demanding, Vehicle Ride also closely related with the suspension. Therefore, the design of the suspension system has a practical significance. The main design of the study is BYD F3 car before and after the suspension system of choice of hardware design, calculate the suspension stiffness, static and dynamic deflection deflection. By damping and unloading of the largest absorber identified the main dimensions. Finally, the design of the horizontal Wending Gan. The design of the car before and after the suspension are used in the selection of independent suspension. Suspension of them adopted before the current family sedan before hanging popular McPherson suspension, was suspended after a drag arm suspension. Before and after the suspension of the shock absorber have adopted a two-way role-Shock Absorber. The design of this structure, effectively raising theof comfort and driving stability. By CAXA software were drawn before and after the suspension of the assembly and parts plans. Key words: family sedan; suspension; ride; flexible components

中型货车板簧悬架设计

毕业设计（论文）中文摘要

毕业设计（论文）外文摘要

目次 1、绪论 (01) 2、悬架的结构型式与分析 (02) 2.1、非独立悬架 (02) 2.2、独立悬架 (03) 3、悬架主要参数的确定 (04) 3.1、影响平顺性的参数 (04) 3.2、影响操纵稳定性的参数 (04) 3.3、影响纵向稳定性的参数 (04) 4、钢板弹簧设计计算 (05) 4.1、前桥钢板弹簧的设计计算 (05) 4.2、后桥钢板弹簧的设计计算 (12) 5、减震器设计计算 (19) 5.1、减振器的分类 (19) 5.2、减振器的选择 (19) 结论 (26) 参考文献 (27) 致谢 (27) 附录A………………………………………………………………………………… 附录B………………………………………………………………………………… 图1——前桥钢板弹簧设计图……………………………………………………… 图2——前桥钢板弹簧装配图……………………………………………………… 图3——后桥复合式钢板弹簧设计图……………………………………………… 图4——后桥复合式刚板弹簧装配图……………………………………………… 图5——双筒式液压减振器图……………………………………………………… 图6——缓冲块设计图……………………………………………………………… 表1…………………………………………………………………………………… 表2……………………………………………………………………………………

1绪论 悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性地连接起来。其主要任务是专递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩；缓和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。【1】 悬架由弹性元件、导向元件、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。【2】 导向装置由导向杆系组成，用来决定车轮相对于车架（或车身）的运动特性，并传递除弹性元件专递的垂直力以外飞各种力和力矩。当纵置钢板弹簧作弹性元件时，它兼起导向装置作用。缓冲块用来减轻车抽对车架（或车身）的直接冲撞，防止弹性元件产生过大的变形。装有横向稳定器的汽车，能减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角振动。【3】 对悬架提出的设计要求有： 1）保证汽车有良好的行驶平顺性。 2）具有合适的衰减振动能力。 3）保证汽车具有良好的操纵稳定性。 4）汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾；转弯时车身侧倾角要合适。 5）有良好的隔声能力。 6）结构紧凑、占用空间尺寸要小。 7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。【4】

悬架设计计算说明书

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 毕业设计（论文）客车悬架系统设计计算说明书 院系：长安大学汽车学院 指导教师：张平 专业班级： 22010803 学生姓名：杨文亮 2012年6月18日

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 摘要 目前我国的客车普遍采用的是传统钢板弹簧悬架，只有少数的高级客车才配置了空气悬架。传统钢板弹簧的结构简单，成本较低。而相对于传统机械钢板弹簧悬架而言，空气悬架具有乘坐更舒适、更好改善车辆的行驶平顺性等显著优点，但是造价也相对较高。 本文针对客车的悬架设计，在传统钢板弹簧悬架的基础上对前悬进行改进，前悬采用钢板弹簧与空气弹簧并联的混合式空气悬架，而后悬采用主副复合式钢板弹簧悬架。前悬的混合式空气悬架能满足驾驶员舒适性的要求，而后悬架的主副复合式钢板弹簧降低了整车的生产成本。 对前、后悬架的主要零部件的尺寸进行设计计算，并运用CATIA进行建模和装配。关键词混合式空气悬架，CATIA，主副复合式钢板弹簧悬架

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ ABSTRACT At present, buses generally use the traditional leaf spring suspension in our country , only a handful of senior buses was equipped with air suspension. Traditional leaf spring structure is simple and with low cost . In contrast to traditional mechanical leaf spring suspension, the air suspension has more significant advantages, such as , more comfortable to ride, better improvement of the vehicle ride comfort. However , the cost is relatively high. This paper is about the bus suspension design .to improve the front suspension on the basis of the traditional leaf spring suspension , front suspension uses hybrid air suspension combined parallel with leaf springs and air springs , and then rear suspension uses primary and secondary compound leaf spring suspension. the front air suspension can meet the requirements of driver comfort , but leaf spring in the rear suspension can reduce the manufacturing cost. Design and calculate the size parameters of the main components in the front and rear suspension, and modeling and assembly in use of CATIA. KEYWORDS: hybrid air suspension ,catia ,primary and secondary compound leaf spring suspension

麦弗逊式悬架设计说明书

麦弗逊式悬架设计说明书本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March

前言 悬架是现代汽车的重要组成部分之一。虽然并非汽车在行进必不可少的装备，但如果没有悬架，将极大的影响汽车的操纵稳定性和平顺性。悬架对整车性能有着重要的影响。在汽车市场竞争日益加剧的今天，人们对汽车的性能的认识更多的靠更为直接的感观感受，而非他们不太懂得的专业术语。 因此，对汽车操纵稳定性﹑平顺性的提升成为了各大汽车厂商的共识。与此关系密切的悬架系统也被不断改进，主动半主动悬架等具有反馈的电控系统在高端车辆上的应用日趋广泛。无论定位高端市场，还是普通家庭的经济型轿车，没有哪个厂家敢忽视悬架系统及其在整车中的作用。这一切，都是因为悬架系统对乘员的主观感受密切联系。悬架系统的优劣，乘员在车上可以马上感受到。 “木桶理论”，很多人都知道，整车就好比是个“大木桶”，悬架是它的一片木板。虽然，没有悬架的汽车还是可以跑动的，但是坐在上面是很不舒服的。坐过农用车货厢的人，对此应该是颇有些体会的，即便是较好的路况，在上面也是颠来颠去的。因为它的悬架很简单，对平顺性和操纵稳定性考虑的很少。只有当悬架这块木板得到足够重视，才能使整车性能得以提升。否则，只能是句空话。 正因为悬架在现代汽车上的重要重要作用，应该重视汽车悬架的设计。只有认真，严谨的设计才能确保其与整车的完美匹配。而要做到这一点，就必须，查阅大量相关书籍，图册，行业和国家标准。 这些是对我们这些将来要从事汽车设计，制造工作的工科出身的大学毕业生的必须经历的一个必不可少的训练。没有经过严格的训练的洗礼，是不可能具备这种专业精神和素质的。

ca1091轻型货车的前后悬架系统设计_毕业论文说明书

CA1091轻型货车的前后悬架系统设计 摘要 随着汽车工业的发展，人们对汽车的乘坐舒适性和安全性的要求逐渐提高，因此对汽车的悬架系统和减振器也提出了更高的要求。本次设计题目是CA1091轻型货车的前后悬架系统设计。 所设计悬架系统的前悬架采用钢板弹簧非独立式悬架。后悬是由主副簧组成，也是钢板弹簧非独立式悬架，然后对主要性能参数进行确定。在前悬的设计中首先设计了钢板弹簧，包括弹簧断面形状的选择，主要参数的确定，材料和许用应力的校核，和方案布置的设计；还有减振器的选择。在后悬架系统设计中主要对主副钢板弹簧进行了设计。 最后采用MATLAB软件对悬架系统的平顺性进行了编程分析，目的是判断所设计的悬架平顺是否满足要求。结论是没有不舒适性。因而对提高汽车的动力性、经济性和操纵稳定性是有利的。 关键词：悬架设计；钢板弹簧；平顺性；货车

Abstract With the development of the Automobile industry, people promoting the requirement for the safety and ride comfort quality of the vehicle. As a result, there is a the suspension and the shock absorber system of the vehicle. The title of this thesis is the design of front and rear suspension systems of CA1046 truck. The front suspension system is the leaf spring, dependent suspension. The rear suspension system consists of the main spring and the . In the procedure of the design we made certain the structural style of the suspension system in the first, then we made certain the main parameters. In the design of the front suspension we designed the leaf spring firstly, including the selection of section shape of leaf spring, made certain the main parameters, material and allowable stress and the design of scheme , moreover the design of shock absorber. In the design of rear suspension we carried out the design of the main spring and the the final design stage, the MATLAB software is used to analyze the ride comfort of the suspension system by programming. The aim is whether suspension ride quality meets to the performance requirement. The results indicate that there is no uncomfortableness for the car on road. Therefore, it is Design; Leaf spring; Ride Performance; Truck

悬架系统匹配设计

悬架系统匹配设计 一、悬架系统概述 悬架是现代汽车上重要总成之一，它把车架与车轴弹性地连接起来。其主要任务是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩，并且缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车平顺地行驶。 悬架主要由弹性元件、导向机构和减振器组成（在有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆）。弹性元件用来传递垂直力，并缓和由不平路面引起的冲击和振动，其种类有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧及橡胶弹簧等。由于钢板弹簧在悬架中可兼作导向机构用，可使悬架结构简化，且保养维修方便、制造成本低，所以货车悬架中一般都采用钢板弹簧作为弹性元件。 钢板弹簧是汽车悬架中作为汽车当中应用最广泛的弹性元件，它是由若干等宽但不等长的合金弹簧片组成的一根近似等强度的弹性梁，钢板的弹簧的第一片一般是主片，其两端弯成卷耳内装青铜、粉沫治金组成的衬套，以便用弹簧销与固定在车架的支架或吊耳作铰接连接。钢板弹簧一般用U型螺栓固定在车桥上。 中心螺栓用以连接各片弹簧片，并保证装配时各片的相对位置。中心螺栓距两卷耳的距离可相等也可以不等。 主片卷耳受力最严重，是薄弱处，为改善主片卷耳的受力情况，常将第二片末端也弯成卷耳，包在主片的外面（也称包耳）。有些悬架中的钢板弹簧两端不做成卷耳，而采用其它的支承方式（比如滑块式）。 连接各构件，除了中心螺栓以外，还有若干个弹簧夹，其主要作用是当钢板弹簧反向变形时，使各片不致于相互分开，以免主片单独承载，此处，为了防止各处横向错动。弹簧夹用铆钉铆接在下之相连的最下边弹簧的端部，弹簧的夹的两边用螺栓连接，在螺栓上有套管顶住弹簧片的两边，以免将弹簧片夹得过紧。中螺栓套管和弹簧片之间有一定的间隙（不少于（1.5mm）。以保证弹簧变形可以相互滑移。 钢板弹簧在载荷作用下变形时，各片有相对滑移而产生摩擦，可以促进车架的振动的衰退。但各片的干摩擦，将使车轮所受的冲击在很大程度上传给车架，即降低了悬架的缓和冲击能力,并使弹簧片加速磨损，这是相当不利的，为了减少弹簧片之间的摩擦，在装组合钢板弹簧时，各片间需涂上石墨润滑脂，并应定期的保养。 二、悬架系统设计 设计钢板弹簧首先应确定的参数 1、弹簧载荷 通常新车设计时，根据整车布置给定的空、满载轴荷减去估算的非簧载质量，得到每副弹簧上的承载质量。一般将前、后轴，车轮、制动鼓及转向节、等总成视为非簧载质量，将传动轴、转向纵拉杆等总成一半也视为非簧载质量。如果钢板弹簧布置在车桥上方，弹簧3/4的质量为非簧载质量；下置弹簧，1/4弹簧质量为非簧载质量。 2、弹簧伸直长度 应根据不同车型要求，由总布置给出弹簧伸直长度的控制尺寸。在布置可能的情况下，尽量增加弹簧长度，这主要是考虑以下几方面原因： （1）由于弹簧刚度与弹簧长度的三次方成反比，因此从改善汽车平顺性角度看，希望弹簧长度长些好。 （2）在弹簧刚度相同情况下，长的弹簧在车轮上下跳动时，弹簧两卷耳孔距离变化相对较小，对前悬架来说，主销后倾角变化较小，有利于行驶稳定性。 （3）增加弹簧长度可以降低弹簧应力和应力幅，从而提高弹簧使用寿命。 （4）增加弹簧长度可以选用片厚的弹簧，从而减少弹簧片数，并且片厚的弹簧对提高

汽车钢板弹簧悬架设计方案

汽车钢板弹簧悬架设计 （１）、钢板弹簧种类 汽车钢板弹簧除了起弹性元件作用之外,还兼起导向作用,而多片弹簧片间磨擦还起系统阻尼作用。由于钢板弹簧结构简单，使用维修、保养方便，长期以来钢板弹簧在汽车上得到广泛应用。目前汽车使用的钢板弹簧常见的有以下几种。 ①通多片钢板弹簧,如图1-ａ所示，这种弹簧主要用在载货汽车和大型客车上，弹簧弹性特性如图2-ａ所不,呈线性特性。 变形 载荷变形 载荷变形载荷 图1 图2 ②少片变截面钢板弹簧，如图1-ｂ所不,为减少弹簧质量，弹簧厚度沿长度方向制成等厚，其弹性特性如一般多片钢板弹簧一样呈线性特性图2-ａ。这种弹簧主要用于轻型货车及大、中型载货汽车前悬架。 ③两级变刚度复式钢板弹簧，如图１-c 所示，这种弹簧主要用于大、中型载货汽车后悬架。弹性特性如图2－b 所示，为两级变刚度特性，开始时仅主簧起作用，当载荷增加到某值时副簧与主簧共同起作用，弹性特性由两条直线组成。 ④渐变刚度钢板弹簧,如图1-d 所示,这种弹簧多用于轻型载货汽车与厢式客车后悬架。副簧放在主簧之下,副簧随汽车载荷变化逐渐起作用,弹簧特性呈非线性特性,如图2-c 所示。

多片钢板弹簧 钢板弹簧计算实质上是在已知弹簧负荷情况下,根据汽车对悬架性能(频率)要求,确定弹簧刚度,求出弹簧长度、片宽、片厚、片数。并要求弹簧尺寸规格满足弹簧的强度要求。 3.1钢板弹簧设计的已知参数 1)弹簧负荷 通常新车设计时,根据整车布置给定的空、满载轴载质量减去估算的非簧载质量，得到在每副弹簧上的承载质量。一般将前、后轴,车轮，制动鼓及转向节、传动轴、转向纵拉杆等总成视为非簧载质量。如果钢板弹簧布置在车桥上方，弹簧3/4的质量为非簧载质量，下置弹簧，1／４弹簧质量为非簧载质量。 2)弹簧伸直长度 根据不同车型要求,由总布置给出弹簧伸直长度的控制尺寸。在布置可能的情况下,尽量增加弹簧长度，这主要是考虑以下几个方面原因。 ①由于弹簧刚度与弹簧长度的三次方成反比,因此从改善汽车平顺性角度看，希望弹簧长度长些好。 ②在弹簧刚度相同情况下，长的弹簧在车轮上下跳动时，弹簧两卷耳孔距离变化相对较小，对前悬架来说,主销后倾角变化小,有利于汽车行驶稳定性。 ③增加弹簧长度可以降低弹簧工作应力和应力幅,从而提高弹簧使用寿命。 ④增加弹簧长度可以选用簧片厚的弹簧，从而减少弹簧片数,并且簧片厚的弹簧对提高主片卷耳强度有利。 3）悬架静挠度 汽车簧载质量与其质量组成的振动系统固有频率是评价汽车行驶平顺性的重要参数。悬架设计时根据汽车平顺性要求,应给出汽车空、满载时前、后悬架频率范围。如果知道频率，就可以求出悬架静挠度值c δ。选取悬架静挠度值时,希望后悬架静挠度值2c δ小于前悬架静挠度值1c δ,并且两值最好接近,一般推荐：

轻型货车前悬架设计说明书

汽车专业课程设计 题目：轻型货车钢板弹簧总成设计 学院：燕山大学里仁学院 专业：车辆工程 班级：车辆工程2班 姓名：高缘 学号： 121113031042 指导老师：裴永生 2016年1月8日 1

目录 一、设计任务书 (1) 二、设计方案 (3) 三、设计计算说明 (3) 3．1前悬架静挠度f c1，前悬架钢板弹簧刚度c 1 (3) 3．2前悬架的动挠度f d1 确定。 (3) 3．3货车前悬架钢板弹簧的主要参数的确定 (4) 3．3．1．钢板弹簧长度L (4) 3．3．2．前悬架钢挠度增大系数 (4) 3．3．3.钢板弹簧片总惯性矩 (4) 3．3．4钢板弹簧片的厚度和宽度的计算 (4) 3．4钢板弹簧各片长度的确定 (5) 3．5钢板弹簧的刚度验算 (5) 3．6钢板弹簧总成在自由状态弧高及曲率半径的核算 (6) 3．6．1钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径 (6) 3．6．2钢板弹簧各片在自由状态下的曲率半径 (7) 3．6．3钢板弹簧各片在自由状态下的弧高 (7) 3．7钢板弹簧总成弧高及的核算 (8) 3．8钢板弹簧的强度的核算 (8) 四．设计小结 (10)

2、设计方案 钢板弹簧设计是在已知弹簧负荷情况下，根据汽车对悬架性能要求，确定弹簧刚度，求出弹簧长度、片宽、片厚、片数。并要求弹簧尺寸规格满足弹簧的强度要求。 在整个设计过程中，一起设计了前悬架。按着以下的顺序完成了总体的设计。 （一）、前悬架静挠度f c1，前悬架钢板弹簧刚度c 1 （二）、前悬架的动挠度f d1 确定 （三）、货车前悬架钢板弹簧的主要参数的确定（四）、钢板弹簧各片长度的确定 （五）（五）、钢板弹簧的刚度验算 （六）、钢板弹簧总成在自由状态弧高及曲率半径的核算（七）、钢板弹簧总成弧高及的核算 （八）、钢板弹簧的强度的核算。 汽车满载总质量Q=2420kg 额定载荷为1030kg (g取10N/ kg) 满载时前轴负荷占35%，后轴占65% 故满载时 前轴载荷为2420?10? 35%=8470N 后轴载荷为2420?10? 65%=15730N 空载时前轴负荷占50%，后轴占50% 设空载时质量为1390kg 故空载时 前轴载荷为1390?10?50%=6950N 后轴载荷为1390?10?50%=6950N 取载荷最大者（计算依据） 则前轴载荷为 1 G=8470N 后轴载荷为 2 G=15730N

汽车设计(课程设计)钢板弹簧(DOC)

汽车设计——钢板弹簧课程设计 专业：车辆工程 教师：R老师 姓名：XXXXXX 学号：200XYYYY 2012 年7 月3 日

课程设计任务书 一、课程设计的性质、目的、题目和任务 本课程设计是我们在完成基础课、技术基础课和大部分专业课学习后的一个教学环节，是培养我们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）培养我们理论联系实际的能力； （3）训练我们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 1 19800N 9.4cm 118cm 6cm 112cm 材料选用60Si2MnA ,弹性模量取E=2.1×105MPa 3、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＃）；

麦弗逊悬架设计说明书

目录 摘要 (2) ABASTRACT (3) 第一章前言 (4) 第二章设计任务 (5) 第三章悬架的结构分析及选型 (6) 3.1悬架的分类 (6) 3.2非独立悬架与独立悬架优缺点分析 (6) 3.3独立悬架结构形式分类及分析 (7) 第四章方案论证 (8) 4.1 悬架结构方案分析 (8) 4.2弹性元件 (9) 4.3减震元件 (10) 4.4传力构件及导向机构 (10) 4.5横向稳定器 (11) 第五章前悬架系统的主要参数的确定及对整车性能的影响 (11) 5.1悬架的静扰度 (11) 5.2悬架的动扰度 (12) 5.3悬架的弹性特性 (12) 5.4前悬架主销侧倾角与后倾角 (13) 第六章弹性元件的计算 (14) 6.1 螺旋弹簧的设计 (14) 第七章减震器机构的类型及主要参数的选择计算 (15) 7.1减震器分类 (15) 7.2相对阻尼系数 (15) 7.3减震器阻尼系数的确定 (14) 7.4最大卸荷力的确定 (17) 7.5减震器工作缸直径的确定 (18) 结论 (19) 参考文献 (20)

摘要 为了提高汽车行驶的平顺性和稳定性, 本课题进行了产品名称为QF1020货车前后悬架的设计。通过对课题内容的分析, 并结合相关设计手册,进行了方案设计与比较, 设计了麦弗逊前悬架, 钢板弹簧后悬架。在设计中，首先，分析了麦弗逊独立悬架的组成和功用；其次，进行悬架的上各零部件强度的校核；第三，详细考虑各部件之间的连接关系；最后在此基础上进行悬架自然振动频率，悬架静挠度和动挠度以及悬架弹性特性的计算。在分析麦弗逊悬架的组成和作用以及各零部件的尺寸确定的基础上，再利用CAD软件进行二维制图。此次的设计进行了准确的计算和详细的结构分析，为麦弗逊悬架的结构优化提供了依据，从而在运动学和动力学方面提高汽车的性能。 关键词：麦弗逊悬架；汽车；设计；

钢板弹簧悬架系统设计规范--完整版

钢板弹簧悬架系统设计规范 1 范围 本规范适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 QCn 29035-1991 汽车钢板弹簧技术条件 QC/T 517-1999 汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件 GB/T 4783-1984 汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法 3 符号、代号、术语及其定义 GB 3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义 GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码 GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 GB/T 12549-2013 汽车操纵稳定性术语及其定义 GB 7258-2017 机动车运行安全技术条件 GB 13094-2017 客车结构安全要求 QC/T 480-1999 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 QC/T 474-2011 客车平顺性评价指标及限值 GB/T 12428-2005 客车装载质量计算方法 GB 1589-2016 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码机动车 JTT 325-2013 营运客车类型划分及等级评定 凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 4 悬架系统设计对整车性能的影响 悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置（减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的振动，保证汽车的正常行驶。悬架结构、性能不仅影响汽车的行驶平顺性，还对操纵稳定性、燃油经济