[發(fā)明專利]非端部接觸式少片拋物線型主副簧弧高的設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610907674.9
• 申請(qǐng)日: 2016-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN106402221B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周長(zhǎng)城;袁光明;于曰偉;汪曉;趙雷雷;王鳳娟;邵明磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F16F1/18
• 分類號(hào): F16F1/18;G06F17/50
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛懸架鋼板彈簧，特別是非端部接觸式少片拋物線型主副簧弧高的設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

隨著汽車節(jié)能化、舒適化、輕量化、安全化的快速發(fā)展，少片變截面鋼板彈簧因具有重量輕，材料利用率高，片間無(wú)摩擦或摩擦小，振動(dòng)噪聲低，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，日益受到車輛懸架專家、生產(chǎn)企業(yè)及車輛制造企業(yè)的高度關(guān)注，并且在車輛懸架系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。通常為了滿足加工工藝、應(yīng)力強(qiáng)度、剛度及吊耳厚度的設(shè)計(jì)要求，會(huì)將少片變截面鋼板彈簧加工為拋物線型、斜線型、根部加強(qiáng)型、端部加強(qiáng)型、兩端加強(qiáng)型等不同結(jié)構(gòu)形式，且由于少片變截面鋼板彈簧第1片彈簧的受力較為復(fù)雜，不僅承受垂向載荷，同時(shí)還承受扭轉(zhuǎn)載荷和縱向載荷，因此，實(shí)際所設(shè)計(jì)的第1片彈簧的端部平直段的厚度和長(zhǎng)度，大于其他各片彈簧端部平直段的厚度和長(zhǎng)度，即大都采用端部非等構(gòu)的少片變截面鋼板彈簧，以滿足第1片彈簧受力復(fù)雜的要求，此外，為了滿足不同載荷下的剛度設(shè)計(jì)要求，通常將少片變截面鋼板彈簧設(shè)計(jì)為非端部接觸式少片拋物線型變截面主副簧形式。然而，由于非端部接觸式少片拋物線型變截面主副簧的結(jié)構(gòu)及接觸類型復(fù)雜，對(duì)其進(jìn)行分析計(jì)算非常困難，據(jù)所查資料可知，目前國(guó)內(nèi)外一直未曾給出可靠的非端部接觸式少片拋物線型主副簧弧高的設(shè)計(jì)方法。隨著車輛行駛速度及其對(duì)平順性要求的不斷提高，對(duì)非端部接觸式少片拋物線型變截面主副簧提出了更高的要求，因此，必須建立一種準(zhǔn)確、可靠的非端部接觸式少片拋物線型主副簧弧高的設(shè)計(jì)方法，為非端部接觸式少片拋物線型變截面主副簧的弧高設(shè)計(jì)奠定可靠的技術(shù)基礎(chǔ)，滿足車輛行業(yè)快速發(fā)展、車輛行駛平順性及非端部接觸式少片拋物線型變截面主副簧的設(shè)計(jì)要求，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平、質(zhì)量和性能，滿足車輛行駛平順性的設(shè)計(jì)要求；同時(shí)，降低設(shè)計(jì)及試驗(yàn)費(fèi)用，加快產(chǎn)品開發(fā)速度。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種簡(jiǎn)便、可靠的非端部接觸式少片拋物線型主副簧弧高的設(shè)計(jì)方法，其設(shè)計(jì)流程圖，如圖1所示。非端部接觸式少片拋物線型變截面主副簧為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，主副簧的一半對(duì)稱結(jié)構(gòu)可看作為懸臂梁，即對(duì)稱中心線為根部固定端，主簧的端部受力點(diǎn)和副簧的觸點(diǎn)分別作為主簧端點(diǎn)和副簧端點(diǎn)，一半對(duì)稱結(jié)構(gòu)的主副簧的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，其中包括，主簧1，根部墊片2，副簧3，端部墊片4。主簧1每片的一半長(zhǎng)度為L(zhǎng)_M，是由根部平直段、拋物線段和端部平直段三段所構(gòu)成的，每片主簧的根部平直段的厚度為h_2M，每片主簧安裝間距的一半為l₃，每片主簧的寬度為b；主簧1各片的端部平直段非等構(gòu)，即第1片主簧的端部平直段的厚度和長(zhǎng)度，大于其他各片主簧的端部平直段的厚度和長(zhǎng)度，各片主簧的端部平直段的厚度和長(zhǎng)度分別為h_1Mi和l_1Mi，i＝1,2,…,m，m為主簧片數(shù)；每片主簧的中間變截面為拋物線段，各片主簧的拋物線段的厚度比為β_i＝h_1Mi/h_2M，每片主簧的拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離為l_2M＝L_M-l₃，各片主簧的拋物線段的端部到主簧端點(diǎn)的距離l_1Mi＝l_2Mβ_i²，各片主簧的初始切線弧高為H_Mci；主簧1的各片根部平直段及與副簧3的根部平直段之間設(shè)有根部墊片2，主簧1各片的端部平直段設(shè)有端部墊片4，端部墊片4的材料為碳纖維復(fù)合材料，用來(lái)降低彈簧工作時(shí)所產(chǎn)的摩擦噪聲；副簧3每片的一半長(zhǎng)度為L(zhǎng)_A，是由根部平直段、拋物線段和端部平直段三段所構(gòu)成，每片副簧的根部平直段的厚度為h_2A，每片副簧安裝間距的一半為l₃，每片副簧的寬度為b；各片副簧的端部平直段的厚度和長(zhǎng)度分別為h_1Aj和l_1Aj，j＝1,2,…,n，n為副簧片數(shù)；每片副簧的中間變截面為拋物線段，各片副簧的拋物線段的厚度比為β_Aj＝h_1Aj/h_2A，每片副簧的拋物線段的根部到副簧端點(diǎn)的距離為l_2A＝L_A-l₃，各片副簧的拋物線段的端部到副簧端點(diǎn)的距離l_1Aj＝l_2Aβ_Aj²，各片副簧的初始切線弧高為H_Acj；主簧1的第m片拋物線段與副簧3的端部觸點(diǎn)之間設(shè)有主、副簧間隙δ；當(dāng)載荷大于副簧起作用載荷時(shí)，副簧與主簧拋物線段內(nèi)某點(diǎn)相接觸，副簧與主簧接觸點(diǎn)到主簧端點(diǎn)的距離為l₀；當(dāng)主副簧端部接觸之后，主副簧各片端部受力不相同，且與副簧相接觸的主簧除了受端點(diǎn)力之外，還在接觸點(diǎn)處承受副簧的支撐力。在主副簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)、彈性模量、額定載荷及在額定載荷下的剩余切線弧高設(shè)計(jì)要求值給定情況下，對(duì)非端部接觸式少片拋物線型變截面主副簧的初始切線弧高進(jìn)行設(shè)計(jì)。