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文檔簡介
1、第二題:為 110 微型汽車設計后鋼板彈簧懸架一、確定鋼板彈簧葉片斷面尺寸、片數有關鋼板彈簧的剛度、強度等,可按等截面簡支梁的計算公式計算,但需引入撓度增大系數加以修正。因此,可根據修正后的簡支梁公式計算鋼板彈簧所需要的總慣性矩。對于對稱鋼板彈簧式中,為形螺栓中心距;為考慮形螺栓夾緊彈簧后的無效長度系數(剛性夾緊:取,撓性夾緊:?。?;為鋼板彈簧垂直剛度,;為撓度增大系數(先確定與主片等長的重疊片數,再估計一個總片數,求得,然后用初定);為材料的彈性模量。取值計算:題目已知騎馬螺栓中心距取剛性夾緊時的無效長度系數題目已知滿載時偏頻,取,根據公式,可得靜撓度;后鋼板彈簧載荷;故后鋼板彈簧垂直剛度確
2、定與主片等長重疊片數,估計總片數(多片鋼板彈簧一般片數在片之間選?。?,則,撓度增大系數取彈性模量題目已知鋼板彈簧長度,取帶入可求得:鋼板彈簧總截面系數:式中,為許用彎曲應力。對于或等材料,表面經噴丸處理后,推薦選取范圍:后主簧,取,可求得鋼板彈簧平均厚度;推薦片寬與片厚的比值在范圍選取,??;故片厚,取,按規(guī)格取綜上可得:片寬,片厚,片數二、確定鋼板彈簧各片長度(按比例作圖)作圖步驟:1、先將各片厚度的立方值按同一比例尺沿縱坐標繪制在圖上;2、再沿橫坐標量出主片長度的一半和形螺栓中心距的一半,得到兩點;3、因存在與主片等長的重疊片,就從點到最后一個重疊片的上側邊端點連一直線,此直線與各片的上側邊
3、交點即為各片長度。圖1 各片彈簧長度各片實際長度尺寸需經圓整后確定。表1 各片彈簧實際長度(單位)序列號單邊取整圓整雙邊15255255251050252552552510503470.564714759504416.114174208405361.673623657306307.223083106207252.782532555108198.331992004009143.891441452901089.449090180三、計算鋼板彈簧總成剛度在此之前,有關撓度增大系數、慣性矩、片長等的確定都不夠準確,所以有必要驗算剛度。用共同曲率法計算剛度的前提是,假定同一截面上各片曲率變化值相同,各片
4、所承受的彎矩正比于其慣性矩,同時該截面上各片的彎矩和等于外力所引起的彎矩。剛度驗算公式為其中 式中,為經驗修正系數,取彈性模量為主片和第片的一半長度當帶入數據可得:故四、計算鋼板彈簧各片應力(1)鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高鋼板彈簧各片裝配后,在預壓縮和形螺栓夾緊前,其主片上表面與兩端(不包括卷耳孔半徑)連線間的最大高度差,稱為鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高,用下式計算式中,為靜撓度;為滿載弧高;為鋼板彈簧總成用形螺栓夾緊后引起的弧高變化,;為形螺栓中心距;為鋼板彈簧主片長度。鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑取值計算:考慮到鋼板彈簧塑性變形的影響和為了在車架高度已限定時能得到足夠的動撓度值
5、,常取,取故(2)鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下曲率半徑的確定因鋼板彈簧各片在自由狀態(tài)下和裝配后的曲率半徑不同(如圖2),裝配后各片產生預應力,其值確定了自由狀態(tài)下的曲率半徑。各片自由狀態(tài)下做成不同曲率半徑的目的是:使各片厚度相同的鋼板彈簧裝配后能很好地貼緊,減少主片工作應力,使各片壽命接近。圖2 鋼板彈簧各片自由狀態(tài)下的曲率半徑矩形斷面鋼板彈簧裝配前各片曲率半徑由下式確定式中,為第片彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑;為鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑;為各片彈簧預應力;為材料彈性模量,??;為第片的彈簧厚度。在已知鋼板彈簧總成自由狀態(tài)下曲率半徑和各片彈簧預應力條件下,可以用上式計算各片彈簧自由狀態(tài)下曲率半徑
6、。選取各片彈簧預應力時,要求做到:裝配前各片彈簧片間的間隙相差不大,且裝配后各片能很好地貼合;為保證主片及與其相鄰的長片有足夠的使用壽命,應適當降低主片及與其相鄰的長片的應力。為此,選取各片預應力時,可分為下列兩種情況:對于片厚相同的鋼板彈簧,各片預應力值不宜選取過大;對于片厚不相同的鋼板彈簧,厚片預應力可取大些。推薦主片在根部的工作應力與預應力疊加后的合成應力在內選取。片長片疊加負的預應力,短片疊加正的預應力。預應力從長片到短片由負值逐漸增至正值。在確定各片預應力時,理論上應滿足各片彈簧在根部處預應力所造成的彎矩之代數和等于零,即或 如果第片的片長為片,則第片彈簧的弧高為取值計算:各片預應力: 得: 同理: 則: (3)鋼板彈簧總成弧高的核算由于鋼板彈簧各片在自由狀態(tài)下的曲率半徑是經選取預應力后用式 計算,受其影響,裝配后鋼板彈簧總成自由狀態(tài)下的弧高與用計算的結果會不同。因此
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