两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧主簧下料长度设计法制造技术

技术编号:15500724 阅读:168 留言:0更新日期:2017-06-03 22:26
本发明专利技术涉及两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧主簧下料长度的设计法,属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明专利技术可根据渐变刚度钢板弹簧的各片主簧与第一级和第二级副簧的结构参数,骑马螺栓夹紧距,吊耳中径,弹性模量,接触载荷及剩余切线弧高要求值,在主簧初始切线弧高设计和曲面计算的基础上,通过曲面微元叠加计算,对该两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的各片主簧的下料长度进行设计。通过样机下料加工试验测试可知,本发明专利技术所提供的两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的各片主簧下料长度的设计方法是正确的,为各片主簧下料长度设计提供了可靠的技术方法;利用该方法可得到准确可靠的各片主簧下料长度设计值,可提高材料节省率和生产效率。

Design method of spring length of two stage auxiliary spring type non equal frequency variable stiffness spring leaf

The invention relates to a design method of a two stage auxiliary spring type non equal frequency type gradual change rigidity spring plate main spring blanking length, belonging to the technical field of suspension leaf spring. The invention can according to the structural parameters of leaf spring of varying stiffness of each piece of the main spring and the first and second auxiliary spring, riding bolt clamping distance, ear diameter, elastic modulus, contact load and residual value calculated on the basis of tangent arc height requirements, the main spring camber design and initial tangent surface, through the surface the micro superposition calculation, the design of the two side length of spring type non biased type gradual rigidity leaf spring under the. The prototype material processing test shows that the design method of the length of the material provided by the invention two side spring type non biased type variable stiffness spring the main spring is right, provides a reliable method for the main spring length can be got by this method design; accurate and reliable the main spring length can improve the design value of material, material saving rate and production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧主簧下料长度的设计法
本专利技术涉及车辆悬架钢板弹簧,特别是两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧主簧下料长度的设计法。
技术介绍
为了提高车辆在额定载荷下的行驶平顺性的设计要求,将原一级渐变刚度板簧的副簧拆分设计为两级副簧,即采用两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧;同时,由于受主簧强度的制约,通常通过主簧初始切线弧高、第一级副簧和第二级副簧初始切线弧高及两级渐变间隙,使副簧适当提前承担载荷,从而降低主簧应力,在接触载荷下的悬架偏频不相等,即两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧,其中,各片主簧下料长度是否准确可靠,不仅影响材料节省率,而且还影响加工工艺和生产效率。然而,由于两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧在渐变过程中的挠度非常复杂,同时,受主簧根部重叠部分等效厚度、主簧夹紧刚度和初始曲面形状计算的制约,据所查资料可知,先前一直未能给出两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧主簧下料长度的设计法,因此,不能满足车辆行业快速发展和悬架渐变刚度板簧现代化CAD设计及软件开发的要求。随着车辆行驶速度及其对平顺性要求的不断提高,对渐变刚度板簧悬架提出了更高要求,因此,必须建立一种精确、可靠的两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧主簧下料长度的设计法,为两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧设计、加工和生产及现代化CAD软件开发奠定可靠的技术基础,满足车辆行业快速发展、车辆行驶平顺性及对渐变刚度板簧的设计要求,提高两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的设计水平、产品质量和性能及车辆行驶平顺性和安全性;同时,降低设计及试验费用,加快产品开发速度。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷,本专利技术所要解决的技术问题是提供一种简便、可靠的两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧主簧下料长度的设计法,设计流程如图1所示。两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的一半对称结构如图2所示,是由主簧1、第一级副簧2和第二级副簧3组成。采用两级副簧,主簧与第一级副簧和第一级副簧与第二级副簧之间设有两级渐变间隙δMA1和δA12,以提高额定载荷下的车辆行驶平顺性;为了确保满足主簧应力强度设计要求,第一级副簧和第二级副簧适当提前承担载荷,悬架渐变载荷偏频不相等,即将板簧设计为非等偏频型渐变刚度板簧。板簧的一半总跨度等于首片主簧的一半作用长度L1T,骑马螺栓夹紧距的一半为L0,宽度为b,弹性模量为E。主簧1的片数为n,主簧各片的厚度为hi,一半作用长度为LiT,一半夹紧长度Li=LiT-L0/2,i=1,2,…,n。第一级副簧片数为m1,第一级副簧各片的厚度为hA1j,一半作用长度为LA1jT,一半夹紧长度LA1j=Ln+j=LA1jT-L0/2,j=1,2,…,m1。主簧与第一级副簧的片数之和N1=n+m1。第二级副簧片数为m2,第二级副簧各片的厚度为hA2k,一半作用长度为LA2kT,一半夹紧长度LA2k=LN1+k=LA2kT-L0/2,k=1,2,…,m2。主副簧的总片数N=n+m1+m2。通过主簧和第一级副簧和第二级副簧初始切线弧高,确保满足第1次开始接触载荷Pk1、第2次开始接触载荷Pk2、第2次完全接触载荷Pw2、渐变刚度KkwP1和KkwP2的设计要求。各片主簧下料长度设计是否准确,不仅影响材料节省率,而且还影响加工工艺和生产效率。根据渐变刚度钢板弹簧的各片主簧与第一级和第二级副簧的结构参数,骑马螺栓夹紧距,吊耳中径,弹性模量,接触载荷及在额定载荷下的剩余切线弧高要求值,在主簧初始切线弧高设计的基础上,通过初始曲面形状计算及曲面微元叠加计算,对两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的各片主簧的下料长度进行设计。为解决上述技术问题,本专利技术所提供的两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧主簧下料长度的设计法,其特征在于采用以下设计步骤:(1)两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的各级夹紧刚度KM、KMA1和KMA2的计算:I步骤:各不同片数重叠段的等效厚度hle计算根据主簧片数n,各片主簧的厚度hi,i=1,2,...,n;第一级副簧片数m1,第一级副簧各片的厚度hA1j,j=1,2,...,m1;第二级副簧片数m2,第二级副簧的各片厚度hA2k,k=1,2,...,m2;主簧与第一副簧的片数之和N1=n+m1,主副簧的总片数N=n+m1+m2,对两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的各不同片数l重叠段的等效厚度hle进行计算,l=1,2,...,N,即其中,主簧的根部重叠部分等效厚度hMe=hne;主簧与第一副簧的根部重叠部分等效厚度hMA1e=hN1e;主副簧的根部重叠部分的总等效厚度hMA2e=hNe;II步骤:主簧的夹紧刚度KM计算根据两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b,弹性模量E;主簧片数n,主簧各片的一半夹紧长度Li,及I步骤中计算得到的hle,l=i=1,2,...,n;对主簧夹紧刚度KM进行计算,即III步骤:主簧与第一级副簧的复合夹紧刚度KMA1计算根据两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b,弹性模量E;主簧片数n,主簧各片的一半夹紧长度Li,i=1,2,...,n;第一级副簧片数m1,第一级副簧各片的一半夹紧长度为LA1j=Ln+j,j=1,2,...,m1;主簧与第一级副簧的片数之和N1=n+m1,及I步骤中计算得到的hle,l=1,2,...,N1;对主簧与第一级副簧的复合夹紧刚度KMA1进行计算,即IV步骤:主副簧的总复合夹紧刚度KMA2计算根据两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b,弹性模量E;主簧片数n,主簧各片的一半夹紧长度Li,i=1,2,...,n;第一级副簧片数m1,第一级副簧各片的一半夹紧长度为LA1j=Ln+j,j=1,2,...,m1;第二级副簧片数m2,第二级副簧各片的一半夹紧长度LA2k=LN1+k,k=1,2,...,m2;主副簧的总片数N=n+m1+m2,及I步骤中计算得到的hle,l=1,2,...,N,对主副簧的总夹紧复合刚度KMA2进行计算,即,即(2)两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的两级渐变夹紧刚度KkwP1和KkwP2的计算:A步骤:第一级渐变夹紧刚度KkwP1的计算根据第1次开始接触载荷Pk1,第2次开始接触载荷Pk2,步骤(1)中计算得到的KM和KMA1,对载荷P在[Pk1,Pk1]范围时的第一级渐变夹紧刚度KkwP1进行计算,即B步骤:第二级渐变夹紧刚度KkwP2的计算根据第2次开始接触载荷Pk2,第2次完全接触载荷Pw2,步骤(1)中计算得到的KMA1和KMA2,对载荷P在[Pk2,Pw2]范围内时的第二级渐变夹紧刚度KkwP2进行计算,即(3)两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的主簧初始切线弧高HgM0的设计:根据第1次开始接触载荷Pk1,第2次开始接触载荷Pk2,第2次完全接触载荷Pw2,额定载荷PN,及在额定载荷PN下的剩余切线弧高HgMN,步骤(1)中计算得到的KM和KMA2,步骤(2)中计算得到的KkwP1和KkwP2,对两级副簧的渐变刚度钢板弹簧的主簧初始切线弧高HgM0进行设计,即(4)两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的首片主簧下料长度的设计:i步骤:首片主簧的等效端点力F1e的计算根据两级副簧的渐变刚度钢板弹簧的宽度b,弹性模量E;首片主簧的厚度h1,首片主簧的本文档来自技高网...
<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/55/201710023255.html" title="两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧主簧下料长度设计法原文来自X技术">两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧主簧下料长度设计法</a>

【技术保护点】
两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧主簧下料长度的设计法,其中,各片板簧以中心穿装孔对称的结构,安装夹紧距的一半为骑马螺栓夹紧距的一半;将副簧设计为两级副簧,通过主簧和两级副簧的初始切线弧高及两级渐变间隙,提高车辆在额定载荷下的行驶平顺性;同时,为了确保满足主簧应力强度设计要求,使第一级副簧和第二级副簧适当提前承担载荷,悬架在渐变载荷下的偏频不相等,即两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧;根据各片板簧的结构参数,骑马螺栓夹紧距,吊耳中径,弹性模量,接触载荷及在额定载荷下的剩余切线弧高要求值,在主簧初始切线弧高设计的基础上,通过初始曲面形状及曲面微元叠加计算,对两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的各片主簧的下料长度进行设计,具体设计步骤如下:(1)两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的各级夹紧刚度K

【技术特征摘要】
1.两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧主簧下料长度的设计法,其中,各片板簧以中心穿装孔对称的结构,安装夹紧距的一半为骑马螺栓夹紧距的一半;将副簧设计为两级副簧,通过主簧和两级副簧的初始切线弧高及两级渐变间隙,提高车辆在额定载荷下的行驶平顺性;同时,为了确保满足主簧应力强度设计要求,使第一级副簧和第二级副簧适当提前承担载荷,悬架在渐变载荷下的偏频不相等,即两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧;根据各片板簧的结构参数,骑马螺栓夹紧距,吊耳中径,弹性模量,接触载荷及在额定载荷下的剩余切线弧高要求值,在主簧初始切线弧高设计的基础上,通过初始曲面形状及曲面微元叠加计算,对两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的各片主簧的下料长度进行设计,具体设计步骤如下:(1)两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的各级夹紧刚度KM、KMA1和KMA2的计算:I步骤:各不同片数重叠段的等效厚度hle计算根据主簧片数n,各片主簧的厚度hi,i=1,2,...,n;第一级副簧片数m1,第一级副簧各片的厚度hA1j,j=1,2,...,m1;第二级副簧片数m2,第二级副簧的各片厚度hA2k,k=1,2,...,m2;主簧与第一副簧的片数之和N1=n+m1,主副簧的总片数N=n+m1+m2,对两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的各不同片数l重叠段的等效厚度hle进行计算,l=1,2,...,N,即其中,主簧的根部重叠部分等效厚度hMe=hne;主簧与第一副簧的根部重叠部分等效厚度hMA1e=hN1e;主副簧的根部重叠部分的总等效厚度hMA2e=hNe;II步骤:主簧的夹紧刚度KM计算根据两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b,弹性模量E;主簧片数n,主簧各片的一半夹紧长度Li,及I步骤中计算得到的hle,l=i=1,2,...,n;对主簧夹紧刚度KM进行计算,即III步骤:主簧与第一级副簧的复合夹紧刚度KMA1计算根据两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b,弹性模量E;主簧片数n,主簧各片的一半夹紧长度Li,i=1,2,...,n;第一级副簧片数m1,第一级副簧各片的一半夹紧长度为LA1j=Ln+j,j=1,2,...,m1;主簧与第一级副簧的片数之和N1=n+m1,及I步骤中计算得到的hle,l=1,2,...,N1;对主簧与第一级副簧的复合夹紧刚度KMA1进行计算,即IV步骤:主副簧的总复合夹紧刚度KMA2计算根据两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b,弹性模量E;主簧片数n,主簧各片的一半夹紧长度Li,i=1,2,...,n;第一级副簧片数m1,第一级副簧各片的一半夹紧长度为LA1j=Ln+j,j=1,2,...,m1;第二级副簧片数m2,第二级副簧各片的一半夹紧长度LA2k=LN1+k,k=1,2,...,m2;主副簧的总片数N=n+m1+m2,及I步骤中计算得到的hle,l=1,2,...,N,对主副簧的总夹紧复合刚度KMA2进行计算,即,即(2)两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的两级渐变夹紧刚度KkwP1和KkwP2的计算:A步骤:第...

【专利技术属性】
技术研发人员:周长城于曰伟袁光明汪晓杨腾飞王凤娟邵明磊
申请(专利权)人:山东理工大学
类型:发明
国别省市:山东,37

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1