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1、巴顿级商商用车前后纵置钢钢板弹簧簧悬架设设计一、课程程设计的的目的、题题目和任任务1、设计计的目的的：（1）进进一步熟熟悉汽车车设计理理论教学学内容；（2）培培养学生生理论联联系实际际的能力力；（3）训训练学生生综合运运用知识识的能力力以及分分析问题题、解决决问题的的能力。2、设设计任务务书的要要求：（1）由由已知参参数确定定汽车悬悬架的其其他主要要参数；（2）计计算悬架架总成中中主要零零件的参参数；（3）绘绘制悬架架总成装装配图。3、已知知基本设设计参数数序号额定装载载质量(kg)最大总质质量(kkg)最大车速速(km/h)比功率(kw/t)比转速(N.mm/t)12000045000801
2、630二、汽车车整体设设计参数数的确定定1、轴数数汽车可以以有两轴轴、三轴轴四轴甚甚至更多多的轴数数，影响响选取轴轴数的因因素主要要有汽车车的总质质量道路路法规对对轴载质质量的限限制和轮轮胎的负负荷能力力以及汽汽车的结结构等。对于包括乘用车以及汽车总质量小于19t的公路运输车辆均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。所以本设设计采用用两轴形形式。2、驱动动形式汽车的用用途、总总质量和和对车辆辆通过性性能的要要求等是是影响选选取驱动动形式的的主要因因素，增增加驱动动轮数能能提高汽汽车的通通过能力力，驱动动轮数越越多，汽汽车的结结构越复复杂，整整备质量量和制造造成本也也随之增增加，同同时也使使汽车
3、的的总体布布置工作作变得困困难，乘乘用车和和总质量量小些的的商用车车，多采采用结构构简单、制制造成本本低的442驱动形形式。所以本设设计采用用42驱动形形式。3、布置置形式商用车（货货车）按按照驾驶驶室与发发动机的的相对位位置的不不同，分分为平头头式、短短头式、长长头式和和偏置式式四种，又又可根据据发动机机位置不不同，分分为发动动机前置置、中置置和后置置三种布布置形式式。本设计采采用短头头式，优优点：短短头式货货车与长长头式相相比：汽汽车的总总长和轴轴距得到到缩短，最最小转弯弯直径小小，机动动性能好好（但不不如平头头式货车车），与与平头式式相比，汽汽车正面面与其他他物体碰碰撞时，驾驾驶员和和前
4、排乘乘员受到到的伤害害程度要要小很多多；采用发动动机前置置后桥驱驱动，优优点：发发动机的的选择范范围广，可可选直列列、V型或卧卧式发动动机，发发动机的的接近性性良好，维维修方便便，离合合器、变变速器等等操纵结结构的结结构简单单，容易易布置。图14、汽车车主要尺尺寸的确确定汽车的主主要尺寸寸参数有有外廓尺尺寸、轴轴距、轮轮距等尺尺寸。4.1外外廓尺寸寸汽车的长长、宽、高高称为汽汽车外廓廓尺寸，在在公路和和市内行行驶的汽汽车最大大外廓尺尺寸受有有关法规规限制不不能随意意确定，根根据法规规限制、经经验以及及参考车车型，该该设计外外廓尺寸寸长、宽宽、高5567001788027000（单单位mmm）4
5、.2轴轴距L轴距L对对整备质质量、汽汽车总长长、汽车车最小转转弯直径径、传动动轴长度度等有影影响，当当轴距短短时，上上述指标标减小，此此外轴距距还对轴轴荷分配配、传动动轴夹角角有影响响，原则则上对发发动机排排量大的的乘用车车、满载载质量或或载客量量多的货货车，轴轴距取得得长。对对机动性性要求高高的汽车车，轴距距宜取短短些，具具体参照照下表11-2。所以本设设计轴距距L取33660mmm。图24.3前前轮距和和后轮距距改变汽车车轮距BB会影响响车厢或或驾驶室室内宽、汽汽车总款款、总质质量、最最小转弯弯直径等等因素发发生变化化，受汽汽车总转转不得超超过2.5m限限制，轮轮距不宜宜过大，但但在选定定
6、的前轮轮距B11范围内内，应该该能布置置下发动动机、车车架、前前悬架和和前轮，并并保证有有足够的的转向孔孔径，同同时转向向杆系与与车架、车车轮直径径有足够够的运动动间隙。确确定后轮轮距B22时，应应考虑车车架两纵纵梁之间间的宽度度、悬架架宽度和和轮胎宽宽度以及及他们之之间应留留有必要要的间隙隙。通过过表2，并根根据整体体布置，前轮距BB1取13885mmm后轮距BB2取13000mmm。5、汽车车质量参参数的确确定汽车质量量参数主主要由整整车整备备质量、装装载质量量、汽车车总质量量、轴荷荷分配等等。5.1额额定装载载质量汽车的装装载质量量是指在在硬质良良好路面面上行驶驶时所允允许的额额定载荷荷
7、质量，由由已知参参数得知知：本设计的的额定装装载质量量=20000kkg.5.2最最大总质质量商用货车车的总质质量由整整备质量量、额定定装载质质量和驾驾驶员以以及随行行人员质质量三部部分组成成，即=+665kgg=45500kkg式中，为为包括驾驾驶员及及随行人人员在内内的人数数,本设计计为单排排两人。本设计最最大总质质量=445000kg5.3整整车装备备质量整车装备备质量是是指车上上带有全全部装备备（包括括随车工工具、备备胎等），加加满燃料料、水，但但没有装装货和载载人时的的整车质质量，亦亦即我们们常叫的的“空载载质量”。=-665kgg=45500-20000-2265=23770kgg
8、所以整车车装备质质量=223700kg5.3轴轴荷分配配汽车的轴轴荷分配配是指汽汽车在空空载和满满载静止止状态下下，各掣掣肘对支支撑平面面的垂直直负荷。轴荷分配配对轮胎胎寿命和和汽车的的许多使使用性能能有影响响，从各各轮胎磨磨损均匀匀和寿命命相近考考虑，各各个车轮轮的负荷荷应相差差不大，为为了保证证汽车有有良好的的动力性性能和通通过性，驱驱动桥应应有足够够的负荷荷，而从从动轴上上的负荷荷可以适适当减小小，以利利减小从从动轮滚滚动阻力力和提高高在环路路面上的的通过性性，为了了保证汽汽车有良良好的操操纵稳定定性，有有要求转转向轴的的负荷不不应过小小，因此此，可以以得出作作为很重重要的轴轴荷分配配参
9、数，各各使用性性能对其其要求是是相互矛矛盾的。汽车的驱驱动形式式与发动动机位置置、汽车车结构特特点、车车头形式式和使用用条件等等均对轴轴荷分配配有显著著影响，各各类汽车车的轴荷荷分配见见图3，由于该汽汽车为442后轮双双胎，短短头式，所以满载载时，前前轴轴荷荷25%，后轴轴轴荷775%；空载时，前前轴轴荷荷45%，后轴轴轴荷555%。满载时，前前轴负荷荷：4550025%=11125kkg；后轴负荷荷：4550075%=33375kkg.空载时，前前轴负荷荷：2337045%=10066.5kgg；后轴负荷荷：2337055%=13303.5kgg.图36、汽车车性能参参数的确确定比功率PPb
10、是汽车车所装发发动机的的最大功功率Pemaax与汽汽车最大大总质量量m之比；比转矩矩Tb是汽车车所装发发动机的的最大转转矩Temaax与汽汽车最大大总质量量m之比；已知汽车车最大总总质量为为45000kgg=4.5T，所以发动动机的最最大功率率Pemaax=44.516=72kkW发动机的的最大扭扭矩Temaax=44.530=1355N.mm；根据上述述参数要要求，选选择发动动机型号号如下：发动机型型号：福田 BBJ4886EQQV4汽缸数：4燃料种类类：汽油排量：1.9998L排放标准准：国四/欧欧四最大输出出功率：90KWW扭矩：186NNm马力：122马马力最大扭矩矩转速：32000-
11、45500额定转速速：50000RPMM该发动机机为北汽汽福田与与英国莲莲花公司司、德国国博世公公司合作作全新开开发的省省油高效效发动机机，产品品满足欧欧IV排放放法规要要求，采采用顶置置双凸轮轮轴、116气门门，采用用先进的的VVTT技术，提提高驾驶驶性能，降降低整车车油耗和和排放。三、悬架架主要参参数的确确定已知基本本设计参参数额定装载载质量：20000kgg 整整车整备备质量：23770kgg最大总质质量：45000kgg 驾乘乘人员质质量：1130kkg满载时，前前轴负荷荷： 111255kg；后轴负负荷： 33775kgg.空载时，前前轴负荷荷： 110666.5kkg；后后轴负荷荷
12、： 113033.5kkg.设计外廓廓尺寸长长、宽、高高567701788027000（mm）轴距33360 mm 前前轮距：13885mmm 后轮距距：13300mmm1、前后后悬架结结构型式式选择根据本设设计汽车车的使用用环境、舒舒适性、载载货情况况以及参参考市场场同类型型乘用车车的悬架架型式，本本设计悬悬架方式式如下：前悬架采采用少片片弹簧，主主要因为为与多片片弹簧相相比，少少片弹簧簧重量降降低400%左右右；相应应地也就就减少了了对车架架和车身身的冲击击力。另另外少片片变截面面弹簧在在片间装装置有偏偏磨垫片片，从而而提高了了弹簧的的疲劳寿寿命。后悬架采采用主、副副簧多片片弹簧，副副簧布
13、置置在主簧簧之上，中中间用垫垫块隔开开，两簧簧在承载载过程中中不接触触，开始始时仅主主簧起作作用，当当载荷增增加到某某值时副副簧与主主簧共同同起作用用，弹性性特性由由两条直直线组成成。前悬架采采用少片片弹簧，后后悬架采采用主、副副簧多片片弹簧。2、悬架架静挠度度悬架静挠挠度是指指汽车满满载静止止时悬架架上的载载荷与此此时悬架架刚度cc之比，即即：=/c货车的悬悬架与其其簧上质质量组成成的振动动系统的的固有频频率,是影响响汽车行行驶平顺顺性的主主要参数数之一。因因汽车的的质量分分配系数数近似等等于1,因此货货车车轴轴上方车车身两点点的振动动不存在在联系。货货车的车车身的固固有频率率n（亦称称偏频
14、）,可用下式来表示：式中:cc 为悬悬架的刚刚度(N/cm)，m 为悬悬架的簧簧上质量量（kg）当采用弹弹性特性性为线性性变化的的悬架时时，静挠挠度可用用下式表表达：=mg/c其中g为为重力加加速度，g=10N/kg；得到：n： Hzz： cm分析上式式可知：悬架的的静挠度度直接影影响车身身的振动动频率，因此欲欲保证汽汽车有良良好的行行驶平顺顺性，就必须须正确选选择悬架架的静挠挠度。在选取前前、后悬悬架的静静挠度和和时，应应当使之之接近，并并希望后后悬架的的静挠度度比前悬悬架的静静挠度小小些，这这有利于于防止车车身产生生较大的的纵向角角振动，考考虑到乘乘用车前前、后轴轴荷的差差别和驾驾驶员的的
15、乘坐舒舒适性，取取前悬架架的静挠挠度值大大于后悬悬架的静静挠度值值，推荐荐=（0.60.88）2.1前前、后悬悬架静挠挠度确定定对于我们们要研究究的汽车车的前悬悬架系统统，选取静静挠度为为。后悬悬架系统统，选取取静挠度度，由公公式,得满载载偏频为为。2.2悬悬架主、副副钢板弹弹簧的刚刚度分配配图4 货车主主副簧为为钢板弹弹簧的弹弹性特性性如何确定定副簧开开始参加加工作的的载荷和和主、副簧之之间刚度度的分配配，受悬架架的弹性性特性和和主、副簧上上载荷分分配的影影响，原则上上要求车车身从空空载到满满载时的的振动频频率变化化要小，以保证证汽车有有良好的的平顺性性，还要求求副簧参参加工作作前后的的悬架
16、振振动频率率不大。这这两项要要求不能能同时满满足。由由于货经经常处于于满载状状态，采用如如下方法法来确定定。使副簧开开始起作作用时的的悬架挠挠度等于于汽车空空载时悬悬架的挠挠度,而使副副簧开始始起作用用前一瞬瞬间的挠挠度等于于满载时时悬架的的挠度。于是可可求：=式中和分分别为空空载和满满载时的的悬架负负荷。副副簧、主主簧的刚刚度比为为：式中，为为副簧刚刚度，为为主簧刚刚度。单个钢板板弹簧满满载载荷荷：=15550kgg =15550100=1555000N满载时，式中为副副簧簧上上质量，为主簧簧上质量。单个钢板板弹簧空空载载荷荷：=5144.255kg =5144.25510=51442.55
17、N=1555000/51142.5=33.011 =0.7732悬架总体体刚度cc = =155500/7=222144 N/cm,=89928NN得到：=1277.8NN/mm, =93.6N/mm，副簧起作作用后，近似认认为变形形相同，从副簧簧开始起起作用到到满载的的变形为为=+（）所以=（155500-89228）/2221.44=299.6mmm=337933.5NN=-=1155000-337933.5=117706.5N3、悬架架的动挠挠度悬架的动动挠度是是指从满满载静平平衡位置置开始悬悬架压缩缩到结构构允许的的最大变变形（通通常指缓缓冲块压压缩到自自由高度度的1/2或2/33）车
18、轮轮中心相相对车架架的垂直直位移。对对货车，取69cm，本设计：=8cmm4、悬架架弹性特特性悬架的弹弹性特性性有线性性弹性特特性和非非线性弹弹性特性性两种。由由于货车车在空载载和满载载时簧上上质量变变化大，为了减减少振动动频率和和车身高高度的变变化，因此选选用刚度度可变的的非线性性悬架。四、后悬悬架弹簧簧弹性元元件的计计算1、钢板板弹簧的的布置方方案及材材料选择择钢板弹簧簧在汽车车上可以以纵置或或者横置置。后者者因为要要传递纵纵向力，必必须设置置附加的的导向传传力装置置，使结结构复杂杂、质量量加大，所所以只在在少数轻轻、微型型车上应应用。纵纵置钢板板弹簧能能传递各各种力和和力矩，并并且结构构
19、简单，故故在汽车车上得到到广泛应应用。纵置钢板板弹簧又又有对称称式与不不对称式式之分。钢钢板弹簧簧中部在在车桥上上的固定定中心至至钢板弹弹簧两端端卷耳中中心之间间的距离离若相等等，则为为对称式式钢板弹弹簧；若若不相等等，则称称为不对对称式钢钢板弹簧簧。多数数情况下下汽车采采用对称称式钢板板弹簧。由由于整车车布置上上的原因因，或者者钢板弹弹簧在汽汽车上的的安装位位置不动动，又要要改变轴轴距或者者通过变变化轴距距达到改改善轴荷荷分配的的目的时时，采用用不对称称式钢板板弹簧。根据钢板板弹簧的的工作情情况和GGB/TT12222-119844，选择择60SSi2MMnA作作为钢板板弹簧的的材料。高高温
20、回火火后有良良好的综综合力学学性能。用用60SSi2MMnA制制钢板弹弹簧，热热处理：8700油浴浴淬火、440中温回火，再经表面喷丸处理。我们此次次研究的的程勇汽汽车后悬悬挂系统统钢板弹弹簧拟采采用纵置置对称式式钢板弹弹簧。2、钢板板弹簧主主要参数数的确定定2.1满满载弧高高满载弧高高是指钢钢板弹簧簧装到车车轴上，汽汽车满载载时钢板板弹簧主主片上表表面与两两端(不包括括卷耳孔孔半径)连线间间的最大大高度差差。弧高高用来保保证汽车车具有给给定的高高度。它它直接影影响车身身高度。一一般希望望它等于于零，可可使弹簧簧满载时时在对称称位置工工作，但但考虑到到弹簧在在使用中中会产生生塑性变变形，要要由
21、给予予补偿。有有时为了了车架具具有一定定高度，而而又不使使动挠度度值过小小，也许许给予一一定的值值进行补补偿。通通常取。在在此我们们选取。2.2钢钢板弹簧簧长度LL的确定定钢板弹簧簧长度LL是指钢板板弹簧伸伸直后两两卷耳中中心线间间的距离离。它是是钢板弹弹簧的主主要参数数之一。要要合理的的确定弹弹簧长度度，必须须考虑多多方面的的因素。增增加钢板板弹簧长长度L能显著著降低弹弹簧应力力，这不不仅提高高了弹簧簧的强度度，而且且随L的增长长，弹簧簧变形时时应力变变化幅度度减小，从从而使弹弹簧使用用寿命得得以提高高。因此此，原则则上在总总布置许许可的范范围内，应应尽可能能将钢板板弹簧取取长些。原则上货车
22、，前悬架L=（0.260.35）轴距，后悬架L=（0.350.45）轴距。本设计选选择：前悬架钢钢板弹簧簧长度=0.3333660=110000mm；后悬架主主簧钢板板弹簧长长度：00.433660=13550mmm；副簧钢板板弹簧长长度：111000mm。2.3钢钢板端面面尺寸及及片数的的确定有关钢板板弹簧的的刚度、强强度等，可可按等截截面简支支梁的计计算公式式计算，但但需引入入挠度增增大系数数加以修修正。因因此，可可根据修修正后的的简支梁梁公式计计算钢板板弹簧所所需要的的总惯性性矩。对对于钢板板弹簧（式3.5）式中挠挠度增大大系数，；与主片片等长的的重叠片片数；钢板弹弹簧总片片数；钢板弹弹
23、簧长度度，；钢板弹弹簧非工工作部分分长度，是U型螺栓中心距，s=120mm，非工作长度系数，如刚性夹紧，取；挠性加紧，取；弹簧材材料弹性性模量，取取,材料为为60SSi2MMn（1）主主簧：取=2，n=110则=11.3111可得=2261332.88（2）副副簧：取=1，n=55则=11.3111可得=11869972.4根根据强度度要求计计算钢板板弹簧总总截面系系数截面系数数指机械械零件和和构件的的一种截截面几何何参量，旧旧称截面面模量。它它用以计计算零件件、构件件的抗弯弯强度和和抗扭强强度，或或者用以以计算在在给定的的弯矩或或扭矩条条件下截截面上的的最大应应力。钢板弹簧簧总截面面系数用用
24、下面的的计算公公式：对于600Si22MnAA弹簧钢钢，表面面经喷丸丸处理后后，推荐荐许用静静应力在在下列范范围内取取值：前前弹簧和和平衡悬悬架弹簧簧为；后后主簧为为；后副副簧为（1）主主簧：取5500=1117066.5NN所以1117066.5（13550-00.5）/45550=668644.2（2）副副簧：取2400=37793.5N所以37793.5（11000-00.5）/42440=441099.62.5钢钢板弹簧簧平均厚厚度的计计算计算公式式：（1）主主簧：钢板平均均厚度=22661322.8/68664.22=7.6mmm（2）副副簧：钢板平均均厚度=21886977/411
25、09.6=99.1mmm2.6 钢板弹弹簧叶片片断面形形状及尺尺寸的选选择2.6.1叶片片宽度推荐片宽宽与片厚厚的比值值在610范围围内选取取。2.6.2叶片片厚度当钢板弹弹簧长度度受限不不能加长长时，为为了加强强主片，常常将主片片的厚度度加厚，这这是在主主片中可可能引起起较大的的应力，为为了减小小主片应应力，钢钢板弹簧簧其余叶叶片通常常选取较较小的厚厚度，且且给较大大的曲率率，以使使它们承承受较大大的负荷荷来减轻轻主片的的负荷。整整幅弹簧簧的各片片虽可用用不等厚厚度，但但不能超超过三组组，为使使叶片寿寿命相差差不多，最最厚片与与最薄片片厚度之之比应小小于1.5。参考叶片片宽度范范围和弹弹簧钢
26、片片断面扁扁钢的尺尺寸规格格（GBB/T 12222-119844），最最终确定定叶片厚厚度和宽宽度：主簧叶片片断面尺尺寸()：bh=6659；副簧叶片片断面尺尺寸()：bh=8809；。图5.扁扁刚尺寸寸规格厚度宽度度56(6.55)789(9.55)101112(13)14161820253045505560(63)657075(76)80901001201401602.6.3叶片片断面形形状选择择叶片断面面除普遍遍应用的的矩形断断面(图6a)外，为为了提高高钢板弹弹簧耐疲疲劳强度度和减轻轻重量，采采用了特特殊形状状的断面面，常见见的是单单面带抛抛物线边边缘的（图图36c）和单单面带槽槽的
27、（图图6b、d）。图4.11所示为为目前采采用的常常见断面面形状。图6钢板板弹簧叶叶片的断断面形状状 a)矩形断断面 b) 单面有有单槽的的断面 c)单单面有抛抛物线边边缘的断断面 d)单面有有双槽的的断面矩形断面面的中性性线位于于断面中中央，叶叶片的上上下表面面的拉、压压应力的的绝对值值相等。使使用经验验表明，钢钢板弹簧簧叶片的的疲劳裂裂纹往往往是从受受拉的一一面开始始，特别别是在断断面棱角角处有较较大的应应力集中中。因此此矩形断断的叶片片呈受拉拉应力的的一面易易破坏。目前广泛泛采用的的矩形断断面大致致有两种种，一种种是两边边带圆弧弧的平扁扁钢，另另一种是是具有一一定的凹凹度的双双凹扁钢钢。
28、实践践证明，双双凹扁钢钢的叶片片在弯曲曲变形时时，整个个断面的的两边都都略向上上翘曲，下下表面趋趋于平面面，上表表面则使使原有的的凹度大大大增加加，则各各片间只只有两棱棱边接触触。棱边边产生较较大的接接触应力力和应力力集中,成为早早期疲劳劳破坏的的起点。改改成平扁扁钢后，钢钢板弹簧簧的疲劳劳寿命有有大幅提提高。可可见改进进叶片断断面形状状是提高高弹簧疲疲劳寿命命的一条条重要途途径，因因此近年年来出现现了一些些特殊断断面的叶叶片114。矩形断面面是最常常见的最最简单的的断面形形式。在在此我们们选取矩矩形断面面钢板弹弹簧为此此次设计计的弹簧簧类型。片数n 少些有有利于制制造和装装配，并可以以降低片
29、片与片之之间的干干摩擦，改善汽汽车的行行驶平顺顺性。但但片数少少了将使使钢板弹弹簧与等等强度梁梁的差别别增大，材材料的利利用率变变坏。多多片钢板板弹簧一一般片数数在614 片之间间选取，重重型货车车可达220 片片。用变变截面少少片弹簧簧时，片片数在114 选取取。根据货车车的载荷荷并结合合国内外外资料初初步选取取，初选的的主、副副簧总片片数：主簧：=2，n=110副簧：=1，n=55主簧叶片片断面尺尺寸()：bh=6659；副簧叶片片断面尺尺寸()：bh=8809；。3、钢板板弹簧各各片长度度的确定定为了尽量量降低弹弹簧钢材材的消耗耗，减轻轻钢板弹弹簧自重重，在选选择各叶叶片长度度时，应应使
30、沿弹弹簧长度度变化的的应力均均匀分布布，以保保证各片片有相同同的疲劳劳强度（各各片具有有大致相相同的使使用寿命命）。确定钢板板弹簧叶叶片各片片长度的的方法，有有计算法法和作图图法两种种。目前前大多数数采用简简单而实实用的作作图法。该该法是基基于实际际钢板弹弹簧各叶叶片的展展开图接接近梯形形梁形状状这一原原则来做做图的，其其具体做做法如下下：如图7所所示，先先将各叶叶片厚度度的立方方值按同同一比例例尺沿纵纵坐标绘绘出，再再沿横坐坐标绘出出主片长长度的一一半L/2和U型螺栓栓中心距距的一半半S/22，得A、B两点。连连接A、B两点就就得到三三角形的的钢板弹弹簧展开开图。AAB线与与各叶片片上侧边边
31、的交点点即决定定了各片片长度。如果如为为了加强强主片而而将第二二片、第第三片做做的与主主片等长长时，存存在与主主片等长长的重叠叠片，就就从B点到最最后一个个重叠片片的上侧侧边端点点连一直直线，此此直线与与各片上上侧边的的交点即即决定了了各片长长度。各各片实际际长度尺尺寸需经经圆整后后确定15。图7 确定钢钢板弹簧簧各片长长度的作作图法3.1主主簧各叶叶片长度度的确定定根据作图图法要求求绘制出出相关图图形，见见图8。图8作图图法确定定的主簧簧各片长长度第k片 / /长度 /19729135002972913500397291220049729108005972994069729800797296
32、7089729530997293901097292603.2副副簧各叶叶片长度度的确定定根据作图图法要求求绘制出出相关图图形，见见图9。图9作图图法确定定的副簧各片片长度第k片 / /长度 /1972911000297299103972971049729520597293204、钢板板弹簧刚刚度的验验算由于前面面求得的的惯性矩矩所确定定的片厚厚、片宽宽等很难难保证所所要求的的的静挠挠度和弹弹簧刚度度。这是是因为挠挠度系数数是在很很大范围围内选取取的；在在各片长长度尚未未确定的的情况下下，值不不可能选选得准确确；另外外选定各各片厚度度和片宽宽之后，计计算出的的实际惯惯性矩与与理论要要求的数数值也
33、有有所差别别；同时时叶片端端部形状状对刚度度的影响响也未予予以考虑虑。为此此，需要要更精确确的公式式对刚度度进行计计算。如如不能满满足要求求，可适适当的调调整各片片长度或或改变断断面尺寸寸时期刚刚度接近近所要求求的理论论值116。一般用共共同曲率率法进行行计算，用用共同曲曲率法计计算刚度度的前提提是，假假定同一一截面上上各片曲曲率变化化值相同同，各片片所承受受的弯矩矩正比于于其惯性性矩，同同时该截截面上各各片的弯弯矩和等等于外力力所引起起的弯矩矩。验算钢板板弹簧实实际刚度度公式为为：其中，,为第一一片到第第片处所所有叶片片的惯性性矩之和和。式中为经经验修正正系数，；E为材料弹性模量；、为主片和
34、第片的一半长度。主簧刚度度计算：为计算方方便，在在进行设设计时，通通常采用用列表法法计算。刚度公式式中部分分计算见见下图：图9主簧簧相关计计算叶片序号号167503948825.332912.6665002675657896612.66654.22222.744611.559336101351184448.44432.111124.660451.993345402051579926.33321.266686.1151109.107754702751974405.06660.8444207.9699175.590064003402368884.22220.6003393.0400237.0344
35、73354102763363.61180.4552689.2100311.736682654803158843.16660.355211055.9220389.058891955453553322.81140.288116188.7886455.5855101306753948802.53332.533330755.466977899.9441图9选择修正正系数，将将数据代代入刚度度公式，得得后主簧簧实际总总成自由由刚度=95331=1322 N/mm与设计值值=93.6N/mm 相差差不大，基本满满足主簧簧刚度要要求。副簧刚度度计算：图10副副簧相关关计算叶片序号号1550954860020
36、.557610.22888.577488.220724551959720010.22883.422974.1149254.282233552901458806.85591.7115243.8900418.193342603901944405.14441.0229593.1900610.278851605502430004.11154.111516633.755068466.7008选择修正正系数，将将数据代代入刚度度公式，得得后主簧簧实际总总成自由由刚度=82117.6668=1388N/mm与设计值值=1277.8NN/mm 相差差不大，基本满满足副簧刚度度要求。5、钢板板弹簧总总成在自自由
37、状态态下的弧弧高和曲曲率半径径计算5.1钢钢板弹簧簧总成在在自由状状态下的的弧高钢板弹簧簧各片装装配后，在在预压缩缩和U行螺栓栓夹紧前前，其主主片上表表面与两两端(不包括括卷耳孔孔半径)连线间间的最大大高度差差，称为为钢板弹弹簧总成成在自由由状态下下的弧高高（图111）。因钢板弹弹簧各片片在自由由状态下下和装配配后的曲曲率半径径不同，装装配后各各片产生生预应力力，其值值确定了了自由状状态下的的曲率半半径。各各片自由由状态下下做成不不同曲率率半径的的目的是是：使各各片厚度度相同的的钢板弹弹簧装配配后能很很好地贴贴紧，减减少主片片工作应应力，使使各片寿寿命接近近177。图11钢钢板弹簧簧总成在在自
38、由状状态下的的弧高钢板弹簧簧总成在在自由状状态下的的弧高可可用下式式计算：（式3.12）式中静静挠度；满载弧弧高；它它的大小小直接影影响车辆辆的高度度，一般般希望它它等于零零，可是是弹簧满满载时处处于对称称位置工工作，但但考虑到到弹簧在在使用中中会产生生塑性变变形，必必须给予予补偿。通通常取；由于UU形螺栓栓夹紧后后引起的的钢板弹弹簧总成成弧高的的变化量量，取1）后主主簧在自自由状态态下的总总成弧高高2）后副副簧在自自由状态态下的总总成弧高高5.2钢钢板弹簧簧总成在在自由状状态下的的曲率半半径根据上边边算得的的弹簧总总成弧高高,就可按按几何关关系近似似计算出出钢板弹弹簧在自自由状态态下的曲曲率
39、半径径(等于装装配后的的主片曲曲率半径径)。其计计算公式式为：后主簧总总成在自自由状态态下的曲曲率半径径后副簧总总成在自自由状态态下的曲曲率半径径5.3钢钢板弹簧簧叶片在在自由状状态下曲曲率半径径的计算算前已提及及，为了了加强主主片及卷卷耳的强强度，将将主片尽尽量选的的厚些。同同时为了了使各片片应力趋趋近于接接近，叶叶片应采采用不同同的曲率率半径。当当用U型螺栓栓将弹簧簧各片夹夹紧时，主主片曲率率半径减减小是指指具有负负的预应应力。在在弹簧承承受负荷荷后，主主片应力力值相对减小些些，使主主片寿命命与其他他各片大大致相同同。对于这种种叶片厚厚度不同同的钢板板弹簧,各片在在自由状状态下的的曲率半半
40、径,是根据据由这些些曲率半半径所引引起的预预应力应应保证各各片应有有相同的的疲劳强强度来确确定的。钢板弹簧簧各片预预应力的的确定：选取各片片弹簧预预应力时时，要求求做到装装配前各各片弹簧簧片间的的间隙相相差不大大，且装装配后各各片能很很好的贴贴和；为为保证主主片及与与其相邻邻的长片片有足够够的使用用寿命，应应适当降降低主片片及与其其相邻的的长片的的应力。选取各片片预应力力时，可可分为下下列两种种情况：对于片片厚相同同的钢板板弹簧，各各片预应应力值不不宜选取取过大；对于片片厚不相相同的钢钢板弹簧簧，厚片片预应力力可取大大些。推推荐主片片在根部部的工作作应力与与预应力力叠加后后的合成成应力在在内选
41、取取。14片长片片叠加负负的预应应力，短短片叠加加正的预预应力。预预应力从从长片到到短片由由负值逐逐渐递增增至正值值。设计计时可取取第一、二二片的预预应力为为，最后后几片的的预应力力取。在确定各各片的预预应力时时，理论论上应满满足各片片弹簧在在根部处处预应力力所造成成的弯矩矩之代数数和等于于零，即即式中钢钢板弹簧簧第片的的截面系系数，；钢板弹弹簧第片片的预应应力；主簧预应应力确定定：各叶片预预应力值值确定如如下表：主簧各片片预应力力叶片序号12345678910预应力-1000-80-40-20203040405060因为主簧簧各叶片片厚度相相同，所所以W相同，所选预应应力符合合要求。副簧预应
42、应力确定定：各片预应应力值确确定如下下表：副簧各片片预应力力叶片序号号12345预应力-1200-60060-1200副簧各叶叶片等厚厚，值相相同。所选预应应力符合合要求。5.4钢钢板弹簧簧各叶片片在自由由状态下下的曲率率半径和和弧高的的计算因钢板弹弹簧各片片在自由由状态下下和装配配后的曲曲率半径径不同(图12)，装配配后各片片产生预预应力，其其值确定定了自由由状态下下的曲率率半径。各各片自由由状态下下做成不不同曲率率半径的的目的是是：使各各片厚度度相同的的钢板弹弹簧装配配后能很很好地贴贴紧，减减少主片片工作应应力，使使各片寿寿命接近近。图12 钢板板弹簧各各片自由由状态下下的曲率率半径钢板弹簧簧各片的的预应力力确定之之后，可可用下式式计算各各叶片弹弹簧在自自由状态态下的曲曲率半径径：式中，为为第片弹弹簧自由由状态下下的