P1d
'
L6
'
WO
∑ σ r ' =
M1X 2L6
+ 0.5 * P1d ' X W (x)
④ 沿片长的纵扭应力
σr'
123.92
㈥ 前簧卷耳应力
利用上文中求得的纵向力，还应进一步校核卷耳的强度，卷耳的应力由弯曲应力和拉压应力合成，即
主片卷耳处受拉面的断系数
W1
主片断面积
A1
卷耳应力
σ1d
㈦ 前簧纵扭角和纵扭干涉量的分析
A a3 a4 a6 Kcant(自由)
0.02 104.17 2635.51 912.92 11.50
B 夹紧状态下的刚度 系数1 系数2 系数3 系数4 夹紧状态下的刚度
A a3 a4 a6 Kcant(夹紧)
0.02 104.17 2635.51 796.99 11.88
C 以上计算公式没有考虑到板簧扎制后两边自然形成的圆角,因此实际的钢板弹簧刚度要比以上计算的结果偏 小，所以要对以上结果进行修正,将以上计算得出的自由状态和夹紧状态的刚度值乘以修正系数。
b1
75
S1
112
根据安装尺寸确定 根据安装尺寸确定
⑶ 无效长度系数
K
0.2
根据安装尺寸确定
⑷ 板簧自由状态下的伸直长度(初步)
l1
1450
⑸ 板簧夹紧状态下的伸直长度(初步)
lS1
① 满载状态下的基线长度
lj1
② 满载夹紧弧高(初步)(记入卷耳半径)
HP1
4.1.4 若钢板弹簧采用截面为梯形形状的变截面弹簧
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
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
第5页/共26页
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
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
.1.1 气簧板簧的载荷分配
根据中国的交通行业标准，即JT/T325-2006《营运客车类型划分及等级评定》对中型高一级客车悬架 匹配的要求，对于钢板弹簧和空气弹簧复合的空气悬架结构，要求空气弹簧的承载要占到轴荷50%以上，同 时为了获得更好等频特性,空气弹簧的承载还要再大些。
⑴ 空气弹簧所占载荷百分比 ⑵ 空气弹簧满载分配载荷（单边） ⑶ 钢板弹簧满载分配载荷（单边） ⑷ 空气弹簧空载分配载荷（单边） ⑸ 钢板弹簧空载分配载荷（单边） .1.2 前悬架偏频的选择
− −
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
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
路面附着系数
μ
0.70
T1 = φG1d T2 = 0.8φG2d G1d L = Thg + G(L − a)
G = G1d + G2d T = T1 + T2 G2d L + Thg = Ga
G1d
=
0.8μG + LG1 / hg L / hg − 0.2μ
A 前轮载荷
G1d
B 前桥单边簧上动负荷
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.
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。
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
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
二 结构特点
××××××前后空气悬架系统为复合式空气弹簧悬架,即空气弹簧与钢板弹簧混合在同一悬架系统 中,其中钢板弹簧为传统式钢板弹簧结构,其主要起到传力导向的作用,但也作为弹性元件承受部分垂直负荷 。本前后空气悬架采用空气弹簧直接布置在半椭圆钢板弹簧上方的结构设计，前后悬架均装有液力筒式减 振器，前悬架装有横向稳定杆。在结构设计上，尽可能的保证该空气弹簧悬架与原钢板弹簧悬架的互换性 。
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
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
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Байду номын сангаас) Kcant(夹紧)
11.02 11.38
结论:
综上得出钢板弹簧的刚度
序号 1
2
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:
三 底盘有关设计参数
本设计计算书中未注质量单位为kg,力的单位为kgf,长度单位为mm. 3.1 质量参数（kg)