6.93 cm 202.36 N/mm 101.18 N/mm
因钢板弹簧和空气弹簧属于并联结构，则空气弹簧的刚度为
⑷ 空气弹簧的静刚度（kgf/mm) ⑸ 空气弹簧安装高度
Ka1
10.3246
H01
177.8
576.94 lbs/in
㈡ 钢板弹簧设计
根据安装尺寸确定
⑴ 钢板弹簧宽度 ⑵ 前桥U型螺栓中心距离
9600
整车整备质量
Mz
3200
前桥空载设计载荷
Mz1
6400
后桥空载设计载荷
Mz2
500 前悬架簧上载荷（单边）
Pz1
850 后悬架簧上载荷（单边）
Pz2
1430
整车空载簧上质量
Mzs
2775
8250
满载重心坐标
轴距 轮胎滚动半径
X=a Y
Z=hg L R
1750
前悬架侧倾中心高度
h1
0
后悬架侧倾中心高度
0.5
P1a
715
P1l
715
P1a'
458
P1l'
458
≈
1573
Lbs
≈
1573
Lbs
≈ 1008.33333
Lbs
≈ 1008.33333
Lbs
根据现阶段大中型客车满载时的适用偏频的推荐要求,初步选取前复合悬架的偏频为1.5，但根据初步确定 计算的结果，偏频选的太小，要求钢板弹簧的刚度太小，在变截面尺寸的选择上有一定难度。
D 前轮单边制动力
T1
1072.81 1676.94
E 板簧纵扭力矩
前桥落差
A1
100
板簧根部总厚度
Σh
20
板簧底部垫板厚度
h'
0
板簧纵扭力矩
M1
598667.54
③ 板簧根部纵扭应力
σr
141.46
P1d ' = K cant ( fc + f d' )
∑ σ r
=
M 1 L6 2L6
'
+
0.5
*
W01
4790.08
I01
47900.8
σ01
51.0367
σb1
0.73696995
⑵ 沿片长的最大静应力和比应力
① 假设弹簧端部等厚处与理想抛物线相切时，端部等厚长度
L3‘
125
实际端部等厚长度 ∵
L3
150
L3
≥
L3‘
② 沿片长的最大应力位置的判断
假设最大应力位置距离端点距离为X,则
则,该处的片厚为:
系数1
α
0.24
系数2
β
0.60
系数3
λ2
0.86
系数4
γ
0.40
系数5
κ
0.68
系数6
δ
1.44
根部惯性矩 自由状态下的刚度
I3 Kcant(自由)
47900.80 11.02
B 夹紧状态下的刚度计算
系数1
α
0.24
系数2
β
0.60
系数3
λ2
0.88
系数4
γ
0.40
系数5
κ
0.68
系数6
δ
1.46
1754.66 887.50 25.78
⑴ 前簧纵扭角
γ
0.11 弧度 = 6.32 度
⑵ 纵扭干涉量
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2007年12月
球头中心至纵扭中心距离 △Z
纵扭干涉量
△X
自由状态下的刚度 夹紧状态下的刚度
Kcant(自由) Kcant(夹紧)
10.92 11.28
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2007年12月
⑵ 计算方法二 ① 公式
α = L3
L5
β = T2
T4
γ
=
α β
λ2
=
L4 L6
δ = 1+ λ .κ3 2
I3
=
bT43 12
−
0.01312T44
k
=
γ
3
−
1.5（ （11
P1d
C 质量转移产生的动挠度
fd'
空气弹簧限位块限位的挠度为
fd
∵
fd
＞
4791.26 2145.63
34.66 87 fd'
f
d' =
( P1d − P1 ) K
∑ M1 = T1(R − A1 + h + h' )
∴ 复合悬架中钢板弹簧由于制动产生的质量转移为
钢板弹簧产生的动负荷(单边)
P1d'
1427.6 1400 144
根据安装尺寸确定 根据安装尺寸确定
.4.1 初步确定的钢板弹簧根部和端部的参数及其具体形状,详见如下:
第4页/共26页 X
图一
2007年12月
㈠ 板簧参数(一) 钢板弹簧宽度
板簧半长(自由状态) 板簧半长(夹紧状态)
端部厚度 根部厚度
参数1
b1 L6 L6' T2=T1 T3=T4 L2
前悬架满载偏频(Hz) .1.3 前悬架刚度的选择
n1
1.9
根据以上选择的前悬架偏频和载荷分配,初步确定前悬架的总刚度。
㈠ 刚度分配
⑴ 满载静挠度(mm) ⑵ 悬架满载静刚度（kgf/mm) ⑶ 钢板弹簧满载静刚度（kgf/mm)
fc1 K1 Kcant1
69.25 20.6492 10.3246
换算
③ 沿片长的最大静应力 ④ 沿片长的最大比应力
X1 t(x)1 ΣW(x)1 σ(x)1 σb(x)1
562.50 18.95 4309.05 46.67 0.67
L = L (2β −1) W01
=
bT42 6
−
0.02624T43
' 3
5
t(
x)1
=
(
X
−
L3 L5
)(T4 − L3
−
T2
)
+
T2
− −
α）3 β）3 [2Ln
β
+
4（1（−1β−）(α1）− γ）−（1
− γ）（2 1− β （1 − α）2
2） ] −1
K cant
=
6EI 3
δL6 3
备注：上式中的L6根据需要来确定，若计算自由状态下的刚度上式为L6，若计算夹紧状态下的刚度为L6’。 ② 计算结果
A 自由状态下的刚度计算
E.因钢板弹簧的刚度选择很低，如果前气簧采用一个HCV控制则前悬架总的侧倾角刚度会很低，则必须在前 悬架加装横向稳定杆。同时，因前悬架少片簧本身阻尼很低，则要选择较大阻尼的减振器。
F.由于HCV的作用，前车架离地高度始终处于同一高度，前钢板弹簧也始终处于同一设计状态， 所以钢板弹簧应该设计成无限寿命，因此其应力和比应力的选择要比一般板簧选得低些。
507
1844 1700
1010 1010
6.515 4.33
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2007年12月
四 悬架的设计 4.1 前悬架的设计
该悬架的设计要点：
A.核算并保证板簧的纵扭强度，对于前悬架，主要核算在最强制动时的纵扭强度，同时核算纵扭角，保证 气簧上下座的相对转角在允许值内。
B.板簧的刚度尽可能选择的低些，使气簧刚度占总刚度的比例较大，以获得较好的等频特性，最简单的方 法是在保证纵扭强度所需要的根部总断面系数的条件下，选择较长的板簧。 C.合理选择板簧气簧的载荷分配，一般要求气簧占有的比例较大些。 D.气簧刚度的选择，因悬架偏频匹配的需要必须选择较小刚度的气簧。
根部惯性矩
I3
47900.80
夹紧状态下的刚度
Kcant(夹紧)
11.38
C 以上计算公式已经考虑到板簧扎制后两边自然形成的圆角,所以不需要对方法二的计算结果进行修正。
自由状态下的刚度 夹紧状态下的刚度
Kcant(自由) Kcant(夹紧)
11.02 11.38
结论:
综上得出钢板弹簧的刚度
序号 1
2
75 725 713.8 12 20
0
参数2 参数3 中心平直等厚长度 弹性模数 卷耳孔半径 卷耳孔中性层到上表面距离
L3 L4=L5 L6-L5
E r a
150 625 100 21000 19
6
㈡ 刚度的计算 ⑴ 计算方法一 ① 公式
а3
=
4( L33 − L23 ) bT13
а6
=
（ 4 L63 − L53） bT43
极限动行程 ⑶ 根部极限应力
根部沿片长的极限应力
fd1 σd1 σd(x)1
87 64.12 58.63
㈤ 最强制动时的应力校核 ⑴ 板簧根部纵扭应力 ① 车辆行驶状态下的受力分析（忽略车轮转动惯量、空气阻力、滚动阻力的影响）
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2007年12月
图二,车辆制动 状态受力分析
② 按汽车满载,路面附着系数为0.7,后轮拖印,前轮达到最强压印的工况进行核算.
σ 01
=
3 plL L6 ' bT4 2
X1
=
T2 L5 T4
− T4 L3 − T2
∑ σ
( x)1
=
0.5PlL X1 W (x)
1
㈣ 极限应力
钢板弹簧达到极限动行程时的应力值称为极限应力,计算极限应力首先确定钢板弹簧的极限动行程.
⑴ 极限动行程