车架缓冲弹簧设计计算说明.doc

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车架缓冲弹簧设计计算说明 弹簧最大载荷及最小载荷的确定: 取整车最大总重量为100Kg 则最大G=m*g 取g=9.8 当机构在地面行走时,该弹簧作用为履带行走机构中的支重轮缓冲弹簧,当路面不平整时,取至少有4组弹簧接地工作,其分单侧布为:前端为履带导向轮,后端为履带驱动轮,中间为3组弹簧。 由上述条件及预测工作状态得: 最大工作载荷 最小工作载荷:由上述弹簧作用及其安装位置得,预测最小工作载荷为前导向轮和后驱动轮完全接地,并承受所有重量,中间支重轮无支重,则弹簧最小载荷为或在特殊情况下取。 设计计算公式及相关数据确定: 项目 单位 公式及计算数据 原始条件 最大工作载荷 最小工作载荷 工作行程h 弹簧外径 弹簧类别 端部结构 弹簧材料 N mm mm h=18 两端并紧,磨平,支承圈各一圈 热轧弹簧钢(GB 1222)60Si2Mn 参 数 计 算 参 数 计 算 参 数 计 算 初算弹簧刚度 工作极限载荷 N 因为该弹簧为Ⅱ类工作载荷,所以 故 项目 单位 公式及计算数据 弹簧材料直径d及弹簧中径D与有关参数 根据与D条件,由《机械设计手册 第五版 成大先主编》表11-2-19查得 3.0 20 785 339.76 3.398 100 14 26 注:工作极限载荷下的单圈变形量 单圈刚度 最大心轴直径 最小套筒直径 有效圈数n 圈 按照标准选择n=7.5 总圈数 圈 =7.5+2=9.5 弹簧刚度 工作极限载荷下的变形量 mm 节距t mm 自由高度 mm 取标准值 弹簧外径 mm 弹簧内径 mm 螺旋角 (°) 展开长度L mm 脉动疲劳极限 MPa 根据表11-2-4得 查表11-2-16 当 时 项目 单位 公式及计算数据 许用应力 MPa 根据表11-2-4得 查表11-2-6有限疲劳寿命动负荷许用切应力 取 初定C和K 根据公式: 查表11-2-20:取C=6.8 K=1.22 确定旋绕比C 确定曲度系数K 或查表11-2-20取K=1.223 最小切应力此时取 MPa 最大切应力 MPa 疲劳安全系数S 即 S=1.25587≈ 弹簧自振频率 Hz 该弹簧为减震弹簧,所以 取g=9800mm/ W==245N 被迫振动频率率 Hz 取T=0.1 s,即=10Hz 验 算 验 算 最小载荷时的高度 mm 最大载荷时的高度 mm 项目 单位 公式及计算数据 极限载荷时的高度 mm 实际工作行程h mm 工作区范围 ; 高径比b 由于该弹簧为两端固定,所以高径比b≤5.3,不必进行稳定性验算 共振验算 ; =32.23 即>,故不必进行共振验算 注:上表中的所有数据计算参数以及所查表格参数均查 机械设计手册(第五版) 单行版. 弹簧/成大先主编. —化学工业出版社,2010.1 ISBN 978-7-122-07143-9

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