后懸架螺旋彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書

后懸架圓錐形螺旋彈簧設(shè)計(jì)說(shuō)明書編寫: 審核:批準(zhǔn):2006年8月一、 已知條件Rear SpringRear axle weight 44%=748 Kg Mid Laden (1046 Gross)Wheel total 374 KgUnsprung mass 45 Kg per wheel Sprung Mass 329KgNominal Overall (outside) diameter 126 mmTop Diameter 110mm Bottom Diameter 143mmFree Length (rebound = 15mm) 326mmMid Laden length 238mmFully Compressed length 165mmRate 4.507Kg/ mmFrequency 90 cycles (1.5Hz)二、 參數(shù)計(jì)算彈簧類型：等節(jié)距圓錐形螺旋彈簧。1、 選擇材料、初定彈簧絲直徑、大圈半徑、小圈半徑汽車后懸架所受沖擊大，需選用彈性好，疲勞強(qiáng)度較高的材料，故選用熱軋彈簧鋼（GB1222）60Si2MnA。受沖擊載荷，屬于類彈簧。初選彈簧絲直徑mm。初選大圈半徑、小圈半徑。2、 初算彈簧剛度已知“Free Length 326mm、Mid Laden length 238mm”，即彈簧自由高度為326mm，當(dāng)后軸承重748Kg時(shí)其高度為238mm。由虎克定律，得彈簧圈開(kāi)始接觸前剛度： 取 即3、 有效圈數(shù)、節(jié)距、在自由狀態(tài)下的有效圈的高度、自由高度取有效圈數(shù) 。于是，彈簧圈開(kāi)始接觸前剛度變?yōu)椋?即。取當(dāng)端部并緊，彈簧的磨平支承圈為1圈，即。此時(shí)，總?cè)?shù)與有效圈數(shù)的關(guān)系為：因此，彈簧總?cè)?shù)為圈。自由高度： 又知自由高度mm。故 mm。由mm得，節(jié)距 mm，取 mm。故在自由狀態(tài)下的有效圈的高度：自由高度： mm4、 壓并時(shí)圈間中心高度、壓并時(shí)的有效高度 mm因 故壓并時(shí)的有效高度 mm5、 最大半徑支承圈半徑、最小半徑支承圈半徑、展開(kāi)長(zhǎng)度 （1） （2）mm6、 彈簧圈開(kāi)始接觸時(shí)的載荷、變形、應(yīng)力 其中， ，解得： 。故 因材料為熱軋彈簧鋼（GB1222）60Si2MnA，屬于類彈簧故壓縮彈簧許用切應(yīng)力?？梢?jiàn)，校核合格。7、 彈簧圈完全壓并時(shí)的載荷、變形、應(yīng)力 因載荷類型為類故工作極限切應(yīng)力可見(jiàn)，校核合格。8、 強(qiáng)度驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)：彈簧在脈動(dòng)載荷下的剪切疲勞強(qiáng)度最大工作載荷所產(chǎn)生的最大切應(yīng)力最小工作載荷所產(chǎn)生的最小切應(yīng)力許用安全系數(shù)，取取彈簧壓并時(shí)的切應(yīng)力為最大切應(yīng)力取彈簧圈開(kāi)始接觸時(shí)的切應(yīng)力為最小切應(yīng)力故 ，驗(yàn)算合格。9、 共振驗(yàn)算對(duì)于減振彈簧，按下式進(jìn)行驗(yàn)算式中 彈簧的自振頻率，；強(qiáng)迫機(jī)械振動(dòng)頻率，；彈簧剛度，；載荷，。彈簧的自振頻率還可表示成，式中 簧載質(zhì)量當(dāng)車輛空載時(shí)，空載頻率車輛滿載時(shí)，簧上質(zhì)量 滿載頻率故后懸架彈簧振動(dòng)頻率在之間，與要求頻率接近，滿足要求。10、 車輛空載、滿載時(shí)的彈簧高度、大支承圈和小支承圈直徑車輛空載、滿載時(shí)簧載質(zhì)量分別為：329、車輛空載、滿載時(shí)簧載載荷分別為：、又彈簧圈開(kāi)始接觸時(shí)的載荷，、所以，車輛空載、滿載時(shí)彈簧圈都未開(kāi)始接觸，故其剛度為彈簧圈開(kāi)始接觸前剛度，。由虎克定律，車輛空載時(shí)彈簧變形：空載彈簧高度比初始條件238mm降低3mm。車輛滿載時(shí)彈簧變形： 滿載彈簧高度彈簧完全壓并時(shí)的高度：比初始值165mm低13mm。車輛空載時(shí)彈簧高度到完全壓并時(shí)高度之差為：由已知條件，車輪從車輛空載平衡位置到最大位移時(shí)跳動(dòng)量，換算為后懸架彈簧的跳動(dòng)量為。因此此彈簧完全可以滿足車輪跳動(dòng)的要求。大支承圈直徑：小支承圈直徑：大支承圈直徑和小支承圈直徑即為“Top Diameter 110mm Bottom Diameter 143mm”。設(shè)計(jì)值比初始值分別大和。8