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汽车设计作业

题目五：某微型汽车后钢板弹簧悬架设计

车辆21

古玺2120105006郭鹏程2120105007吴家鑫2120105020吴云江2120105021朱玉瑜2120105027

2015-12-31

题目五：某微型汽车后钢板弹簧悬架设计

已知参数：

总重：Ga=13100N

自重：Go=6950N

空车载荷：前轴G01=4250N；后轴G02=2700N

满载载荷：前轴G01=5750N；后轴G02=7350N

非簧载质量Gu=690N（后悬架）

钢板弹簧长度L=(1000~1100)mm

骑马螺栓中心距S=70mm

满载时偏频n=(1.5~1.7)Hz

叶片端部形状：压延

设计任务：

1)确定钢板弹簧叶片断面尺寸，片数；

2)确定钢板弹簧各片长度（按1:5的比例作图）；

3)计算钢板弹簧总成刚度；

4)计算钢板弹簧各片应力；

注意：①叶片断面尺寸按型材规格选取（参看“汽车标准资料手册”），本题拟在以下几种规格内选取：

h×b=6×65,7×65,8×65,6×63,7×63,8×63，6×70,7×70,8×70

②挠度系数δ可按下式计算：

式中：n’—主动片数,n—总片数

设计要求：1）要求在CAD环境下进行钢板弹簧各片长度的确定。

2）要求对计算结果进行分析说明。

任务一

确定钢板弹簧叶片断面尺寸和片数。

计算断面宽度b

J

c=

F

满载时，偏频取n2=1.6Hz

f

c=F

取与主片等长的重叠片数n=0，总片数

δ=

此时钢板弹簧长度取L=1000mm，无效长度系数取k=0.5,U型螺栓中心距s=70mm,钢板材料选用60Si2Mn,弹性模量E=2.06x105N/mm2。

J0=[(1000-0.5x70)3x34.10x1.44]/(48x2.06x10

w0=

其中，σ

钢板的平均厚度hp=2J0/w

取b/hp=10，则b=10hp

取h=1.2hp

根据国产型材规格，选取h×b=7x63

钢板弹簧片数选取：总片数n=6，与主片等长的重叠片数n

任务二

确定钢板弹簧各片长度

由以上计算得出参数：n=6;L/2=500.00mm;s/2=35.00mm;h=7mm;使用作图法获取各片长度。

得出各片长度如下表：

钢片编号

长度（mm）

L（主片）

500.00

L2

422.50

L3

345.00

L4

267.00

L5

190.00

L6

112.50

任务三

计算钢板弹簧总成刚度

c=6αE/[

其中，ak+1=(l1-l

式中，α为经验修正系数，α=0.90~0.94，E=2.06x105N/mm2,l1、lk+1为主片和第k+1片的一半长度。因为各片钢板等厚，所以

当k=1时，a23

当k=2时，a3

当k=3时，a4

当k=4时，a5

当k=5时，a6

当k=6时，a7

α取0.90时，c=239.73

任务四

计算弹簧各片应力

因为是设计后钢板弹簧，所以只需计算汽车驱动时的情况，此时

σ

其中G2为作用在后轮上的垂直静负荷：7350/2N；

m2为驱动时后轮负荷转移系数：1.25

l1、l2钢板弹簧前、后段长度均为：

φ为道路附着系数：0.8；

c为弹簧固定点到路面的距离：500mm；

b为钢板弹簧片宽：63mm；

h1为钢板弹簧主片厚度：7mm

W0为钢板弹簧总截面系数：1606.725

代入得到σmax=955MPa.