型客车多片弹簧悬架设计

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1、6102型客车多片弹簧悬架设计钢板弹簧悬架设计计算1板簧设计计算过程初始设计参数如下：表1整车主要参数参数名称最大总质量/kg前轴质量/kg后轴质量/kg前悬U型螺栓中心距/mm数值17500600011500116轴距/mm前轴簧下质量/kg后轴簧下质量/kg前悬U型螺栓中心距/mm参数名称数值50005001000kg1841.1确定偏频悬架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fc=Fwc。因现代汽车的质量分配系数ε近似等于1，故汽车前、后轴上方车身两点的振动不存在联系。因此，汽车前、后部分车身的固有频率n1和n2可用下式表示n

2、1=12πc1m1n2=；12πc2m2（1）式中，c1－前悬架的刚度，N/cmc2－后悬架的刚度，N/cmm1－前悬架的簧载质量，kgm2－后悬架的簧载质量，kg当采用弹性特性为线性变化的悬架时，前、后悬架的静扰度表示为fc1=m1gc；fc2=m2gc2（2）式中，g－重力加速度，g=981cm/s2将fc1、fc2带入式（1）则有n1=5fc1；n2=5fc2（3）1悬架的静扰度直接影响车身振动的偏频。因此，欲保证汽车有良好的行驶平顺性，必须正确选取悬架的静扰度。在选取前、后悬架的静扰度值时，应当使之接近，并希望后悬架的静扰度比前悬架的静扰度小些。表2给

3、出了客车悬架的静扰度及偏频的取值范围。表2客车悬架的静挠度fc和偏频n车型推荐值/mmn/Hz70~1501.3~1.8根据表2及实际工况，前、后悬架偏频取1.4Hz和1.5Hz。1.2计算静挠度fc前悬架：fc1=25n21=251.42=12.76(cm)后悬架：fc2=1.3计算动挠度fd25n22=251.52=11.11(cm)悬架的动扰度是指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构允许的最大变形（通常指缓冲块压缩到其自由高度的1/2或2/3）时，车轮中心相对车架（或车身）的垂直位移。要求悬架应有足够大的动扰度，以防止在坏路面上行驶时经常碰撞缓冲块。客车动

4、扰度常取0.8fc，则有前悬架：fd1=0.8fc1=0.8?12.76=10.21(cm)后悬架：fd2=0.7fc2=0.7?11.11=7.78(cm)1.4确定簧载质量根据是否有悬架弹簧支撑，汽车总质量分为簧载质量和非簧载挂质量两部分。非簧载质量包括车轮，转向节，前、后轴（非独立悬架），半轴等。此外，还应包括车轮车桥与车身或者车架之间各连接件质量的一半，比如导向机构的摇臂、弹簧、减震器、横向推力杆、转向拉杆、传动轴等。为了获得良好的平顺性2和操纵稳定性，非簧载质量尽量小。该车非簧载质量见表1.1.5估算钢板弹簧刚度c1=G1fc1G2fc2=(6000

5、-500)?9.8212.76=2112（N/cm）＝211.2N/mmc2==(11500-1000)?9.8211.11=4631（N/cm）＝463.1N/mm1.6钢板弹簧主要参数确定1.6.1钢板弹簧长度的确定钢板弹簧长度L是指弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离。增加钢板弹簧长度L能显著降低弹簧应力，提高使用寿命；降低弹簧刚度，改善汽车行驶平顺性；在垂直刚度c给定的条件下，又能显著增加钢板弹簧的纵向角刚度。钢板弹簧的纵向角刚度，系指钢板弹簧产生单位纵向转角时，作用到钢板弹簧上的纵向力矩值。增大钢板弹簧纵向角刚度的同时，能减少车轮扭转力矩所引起的弹簧变形；

6、选用长些的钢板弹簧，会在汽车上布置时产生困难。原则上，在总布置可能的条件下，应尽可能将钢板弹簧取长些。本设计中：前悬架L=1600mm；后悬架取L=1650mm。1.6.2钢板弹簧断面尺寸及片数的确定1）钢板弹簧断面宽度b的确定有关钢板弹簧的刚度、强度等，可按等截面简支梁的计算公式计算，但需引入扰度增大系数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要的总贯性矩J0。对于对称钢板弹簧J0=[(L-ks)cδ48E5.6.13nc=148EJ03δ(L-ks)=148E∑Jkk=1δ(L-ks)35.6.2式中，s-U形螺栓中心距，k－考虑U形螺栓

7、夹紧弹簧后的无效长度系数（刚性夹紧：k=0.5；挠性夹紧：k=0）c－钢板弹簧垂直刚度3δ－扰度增大系数（先确定与主片等长的重叠片数n1，再估计一个总片数n0，求得η=n1n0，然后用δ=3[0.5-2η+(1.5-lnη)η2(1-η)3）E－材料的弹性模量－第k片的贯性矩，Jk=bhk-0.02368hk。当各片厚度相等时，nJk34则J1==Jn，∑Jk=n0J1。k=1钢板弹簧总截面系数W0用下式计算W0≥FW(L-ks)(4[σw])式中，[σ0]－许用弯曲应力。对于60Si2Mn，表面经喷丸处理后，推荐取值范围：前弹簧：350～450MPa；后主簧

8、：450～550MPa钢板弹簧的平均厚