某卡车板簧悬架U型螺栓设计.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.16.025某卡车板簧悬架U型螺栓设计王成立，洪学臣，杨巩（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽合肥230601）摘要：钢板弹簧悬架是卡车最常用的悬架形式，其结构简单，成本低廉，具有良好的承载性能。板簧悬架通过钢板弹簧连接车架（或车身）与车桥，钢板弹簧与车桥通过U型螺栓连接。U型螺栓的强度，打紧力矩影响着钢板弹簧的使用寿命和整车的安全性能。关键词：卡车；钢板弹簧；U型螺栓中图分类号：U463文献标识码：A文章编号：1671-7988(2017)16-69

2、-03AtruckleafspringsuspensionU-boltdesignWangChengli,HongXuechen,YangGong(TheCenterofTechnologyofJianghuaiAutomobileCo.Ltd,AnhuiHefei230601)Abstract:Leafspringsuspensionisthemostcommonformofsuspensiontruck,simplestructure,lowcost,andhasagoodbearingperformance.T

3、hesuspensionthroughleafspringconnectionframeandaxle,leafspringandaxlethroughtheU-boltconnection.ThestrengthoftheU-boltandfasteningtorqueaffectstheservicelifeofleafofleafspringandthesafetyofthevehicle.Keywords:Truck;leafspring;U-boltCLCNO.:U463DocumentCode:AArti

4、cleID:1671-7988(2017)16-69-03危险截面的计算直径。前言U型螺栓是将钢板弹簧固定在车桥上的联接部件，是悬架紧固件的一种。U型螺栓的作用是连接钢板弹簧和车桥，是影响整车安全的重要零件。若螺栓发生断裂，会造成行驶车辆车轮飞出，导致事故；即使U型螺栓力矩产生衰退，也会造成钢板弹簧的早期断裂，影响承载性能。1螺纹的主要参数图1骑马螺栓螺纹均为圆柱螺纹。现在以圆柱普通螺纹的外中径d2——通过螺纹轴向截面内牙型上的沟槽和凸起宽螺纹为例说明螺纹的主要几何参数。所示：度相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹

5、的平均直径。大径d——螺纹的最大直径，在标准中定为公称直径。中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。小径d1——螺纹的最小直径，在强度计算中常作为螺杆线数n——螺纹的螺旋线数目。沿一根螺旋线形成的螺纹称为单线螺旋；沿两根以上的螺旋线形成的螺纹称为多线作者简介：王成立，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中螺纹。常用的联接螺纹要求自锁性，故多用单线螺纹。心。70汽车实用技术2017年第16期螺距P——螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。表2计算参数导程S——螺纹上任一点沿统一条螺旋线转一周所移动的轴向距离。单线螺纹

6、S=P，多线螺纹S=nP。牙型角α——螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。钢板弹簧通过两个U型螺栓，共4处螺纹连接后桥，根表1常用骑马螺栓选用材料与疲劳极限据图二受力简图和表格数据，考虑冲击载荷，冲击倍数n=2.5，计算U型螺栓出受力F：（1）计算螺纹直径选择螺栓材料为40Cr，性能等级为8.8，查标材料手册可得螺栓材料的抗拉强度为：2螺纹联接件设计方法螺栓直径的计算公式为：螺纹联接件的设计主要是根据螺纹联接件受力分析所确（2）定的螺栓所受最大工作力，计算螺栓联接所需螺纹直径。具确定许用应力：体设计流程如下：（3）

7、对于不控制预紧力的紧螺栓联接安全系数[s]=5～2.5，取[s]=4；根据螺栓性能等级和材料抗拉强度计算骑马螺栓屈服极限：根据d1≥12mm，查标准件手册可得螺栓的规格为M16(d1=13.835mm)。螺栓拧紧力矩确定根据机械设计手册，为了满足螺栓的预紧力要求，确定图2螺栓的拧紧力矩M，如下：（4）3计算例（5）以某卡车车型为例，设计后钢板弹簧悬架U型螺栓，其式中：结构如图所示。车架上，其结构尺寸如表所示，设计此螺栓Dk——支撑面等价扭矩直径，mm；联接并选择螺栓。dw——螺栓法兰外直径，mm；dh——安装孔直径，

8、mm；d2——螺栓中径，mm；P——螺距，mm；u——螺栓摩擦系数，对于安全件螺栓取0.1～0.16；图3S——许用安全系数，通常取1.2～1.5；F0——系统需要的预紧力，N。预紧力的大小需根据螺栓组受力的大小和连接的工作要求决定。设计时首先保证所需的预紧力，又不应使连接的结构尺寸过大。一般规定拧紧后螺纹连接件预紧应力不得大于图4其材料的屈服