工程师论文-板簧运动规律及设计应用.doc

姓 名： 卢佳 论 文 题 目：板簧运动规律及设计工作中的应用 现专业技术资格： 助理工程师 申报评定资格： 工程师 单 位及部 门： 一汽解放青岛汽车厂研发部 现专业及岗位： 行走系设计 产品设计师 联 系 方 式： 直线经理阅读论文后的评语（主要从创新能力、学术观点和实用价值等方面做出评语）： 该文阐述的板簧运动规律及应用，在设计中极具实用价值，是卡车底盘设计中不可缺少的理论工具。作者通过理论学习，结合实际经验，应用到了汽车的操纵稳定性、悬架系统的结构设计工作中，为研究后倾角、转向和悬挂的干涉等问题提供了基础。 签字： 年 月 日 年 月 日 板簧运动规律及设计工作中的应用 卢 佳 （一汽解放青岛汽车厂研发部行走室） 个人简介：卢佳，2005年毕业于吉林大学车辆工程专业，现任一汽解放青岛汽车厂研发部产品设计师，主要负责J5M系列车型悬挂和转向系统设计工作。 本文中所讨论的板簧运动，是基于板簧变形后仍是理想的圆弧形，且假设板簧上表面的弧长是不变的。该假设的验证，在参考文献变截面少片簧的变形规律不符合此假设，因此不适用。 1.自由状态下的中心点轨迹 以上卷耳为例来推导。图1中的板簧曲线代表板簧第一片的中心线 图1 如图所示，以板簧前端卷耳中心为坐标原点建立坐标系X’-Z’，以两卷耳中心连线作为X’轴。参数说明如下： L：板簧作用长度的一半 R：板簧曲率半径 r:：板簧卷耳内径 ?：板簧张角 ：板簧中点坐标 ,：后端卷耳中心坐标 由上图中的几何关系可得： 式1 式2 式3 将式3代入式1和式2可得 式4 式5 由于板簧曲率R较大，因此张角一般较小，可取其二阶近似 这种近似在0.65弧度时误差小1%，作者工作中遇到的板簧一般小于0.3 因此可得 由于较小，因此可以忽略，因此可得： 式6 联立式4和式6，则可得到中心板簧中心点的轨迹方程： 以上推导过程是以上卷耳板簧为例来推导的，对于平卷耳，r取0代入即可。 2.车辆坐标系下的中心点轨迹 以上讨论实际是板簧弧高与卷耳中心距的关系，以及自由状态下板簧中心点的轨迹方程。如果想将此轨迹应用到拉杆与板簧运动的干涉校核中，还是不够，还需要研究在装配到整车状态下的规律。 1）板簧上表面中心点轨迹 图2 如图所示，仍以板簧前支架销中心为原点，X轴与整车X轴平行建立X-Z坐标系。 为了表述方便，X’-Z’坐标系仍然保留（所有在此坐标系下的坐标值，均有“’”加以标记）。 ,：板簧第一片上表面中点坐标 ,：吊环支架销中心坐标 ,：后端卷耳中心坐标 S：板簧前支架和吊环支架销的直线距离 K：吊环长度 由余弦定理可以求得角 显然，当板簧支架确定后，角就是一个确定值，由此就可以求得 坐标系X-Z和X’-Z’原点相同，X-Z是在X’-Z’基础上将坐标系逆时针旋转后得到，所以有 式7 式8 将式4、式5分别代入上两式，可以得到X-Y坐标系下的板簧上表面中点坐标 式9 式10 以上两式就是以为参变量的（,）参数方程。 为了方便工程中的实际使用，将式6与上两式联立，这样就可以求得任意板簧弧高下的板簧中心点坐标。 下图示J5M6X2牵引车匹配少片簧时，板簧中心点轨迹曲线 3.设计工作中的应用 1）吊环后摆角 按照式7、式8，可由（,）可以求出（,）。 参看图1，吊环后摆角 下图示J5M6X2牵引车匹配少片簧时，吊环摆角随板簧弧