例1． 钢板弹簧几何尺寸列于下表，满载时计算载荷Q=3773N，弹簧U型夹紧螺栓夹紧距离S=91mm，计算弹簧的刚度和应力；若满载弧高片曲率半径。

弹簧几何尺寸 单位：mm

片各片各片有 号 长 度Lk 1 2 3 4 5

解：用共同曲率法计算：

fa?15mm，计算弹簧总成自由弧高和各

各片 各片 各片预应力效长度厚度 宽度 Le 1104．5 6．5 70 1104．5 6．5 70 838．5 574．5 310．5 6．5 70 6．5 70 6．5 70 ?ok(N/mm2) 1150 1150 884 620 356 -110 -40 +20 +60 +125 （1） 等校梯形单片弹簧中心螺栓处的总惯性矩：

J?0nbh312?5?70?1206.53?8009.9(mm)；

4（2） 等校梯形单片弹簧中心螺栓处的抗弯截面模量：

w?02Jh?2?8009.9?2464.6(6.5mm)；

3（3） 挠度系数：??1.51.04(1?n)1?1.521.04(1?)2?5?1.2019，

2n 故梯形弹簧的自由刚度 c?48EJ?L30?48?2.1?10?8009.9?44.16(N/mm)； 1.2019?115035取弹簧的无效长度系数k?0.5，U型螺栓夹紧距离S=91.mm，

L1150则实际夹紧刚度(c)?()?c?()?44.16?49.84(N/mm)； L?k?s1150?0.5?91QL3773?(1150?0.5?91)??422.7(N/mm)； （4） 梯形弹片弹簧中心螺栓处应力：??4?2464.44Ws033

（5） 弹簧满载时的静挠度

fc?Q3773??75.7(mm)； (c)49.84钢板弹簧总成自由状态下弧高引起的弧高变化?f三部分组成：

H0是由满载弧高

fa、静挠度

fc及弹簧总成在U型螺栓夹紧后

H) 0?fa?fc??f。

假设弹簧总成在自由状态下是单圆弧，并假设在U型螺栓夹紧后，弹簧加紧部分被压平，可推得弧高变化?f?S(3L?S)(f2L0?fc2?91(3?1150?91)(15?75.7)2?0 钢板弹簧总成自由状态下弧高

H?f0?21150f??f?15?75.7?10.48?101.8mm；

c22?10.48mm；

弹簧总成在自由状态下曲率半径

R?0L?1150?1624mm；

8?101.88H0（6）各片曲率半径的计算：矩形弹簧的预应力

?ok与弹簧组装前、后的各片曲率半径之间的关系是

1kRR11?10?2?okkEh；

故第一片弹簧的曲率半径

R10R?2200mm；1?2?(?110)1??0.00061576?0.00016117?4.5459?516242.1??6.510?4；

同理，可计算其余各片弹簧的曲率半径。 二、简答题：

1在悬架设计中应满足哪些性能要求？

2悬架主要钢板弹簧的主要参数和尺寸如何确定？

3在汽车的设计当中，对前轮和后轮的独立悬架导向机构是如何要求的？ 4简述独立悬架和非独立悬架的特点。

5按车轮运动形式的不同，独立悬架可分为哪些形式？

6解释悬架的静挠度、动挠度和偏频的概念，并说明选挠度与偏频的关系。 答：

静挠度：满载静止时悬架上的载荷

F与此时悬架刚度C之比，即Wfc?FCw。

动挠度：从满载静平衡位置开始，悬架压缩到结构允许的最大变形（通常指缓冲块压缩到其自由高度的1/2或2/3）时，车轮中心相对车回车架或车身）的垂直位移。 偏频：汽车前、后部分的车身的固有频率

12?n和n12（亦称偏频）可用下式表示

n

?1Cmfc112，

n?112?Cm22

弹性特性为线性的悬架，前、后悬架的静挠度与偏频的关系是：

n1?5/n2?5/fc27．解释钢板弹簧的满载弧高

答： 满载弧高

fa、弹簧总成在自由状态下的弧高

H0

fa是指钢板弹簧装到车轴（桥）上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端（不

包括卷耳半径）连线间的最大高度差；满载弧高用来保证汽车具有给定的高度；为了在车架高度已限定时能得到足够的挠度值，常簧总成在自由状态下的弧高

fa=10~20mm。

H0：钢板弹簧各片装配后，在预压缩和U形螺栓夹紧前，其主片上

表面与两端（不包括卷耳孔半径）连线间的最大高度差，称为钢板弹簧总成在自由状态下的弧高

H0，

用下式计算

H0?ffc?fa??f

式中，

c——为静挠度； ——为满载弧高；

H0 ?f为钢板弹簧总成用U形螺栓夹紧后引起的弧高变化. 7．确定下列悬架的侧倾中心，并作简要地说明。

（a） (b)

答：

图（a）将双横臂悬架内外转动点的连线延长，上摆臂转动点连线与下摆臂转动点连线向交于一点P，连接P点与车轮接地线NP，此线与汽车纵向轴线交于W点，W点即为悬架侧倾中心。 （b）从悬架于车身的固定联接点E作活塞干运动方向的垂线，将下摆臂线延长，两条线交点即为极点P，连接P与车轮接地点N的连线交汽车轴线上，交点W极为侧倾中心。

（a） (b)

8．说明下列独立悬架的特点，指出序号所标零部件名称及作用。

答：该悬架为用于前驱动桥的麦克佛逊悬架。1-转向节，2-减振器，3-弹簧下支座，4-辅助弹簧及限位块，5-轴承，6-橡胶支座，7-缓冲快，8，9-限位盘，10-等速万向节，11-轮毂，13-下控制臂，14-横向稳定杆。