[发明专利]高强度一级渐变刚度板簧的主副簧间隙的设计方法

说明书

本发明涉及高强度一级渐变刚度板簧的主副簧间隙的设计方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据主簧结构参数、首片副簧长度、弹性模量、主簧加紧刚度、主副簧复合加紧刚度、接触载荷、额定载荷及额定载荷下剩余切线弧高设计要求值，对高强度一级渐变刚度板簧的主副簧间隙进行设计。通过样机加载试验可知，本发明所提供的高强度一级渐变刚度板簧的主副簧间隙的设计方法是正确的，可得到准确可靠的主副簧间隙设计值，为高强度一级渐变刚度板簧设计及CAD软件开发奠定了可靠的技术基础。利用该方法可提高产品设计水平、质量和性能及车辆行驶平顺性，同时，降低产品设计和试验测试费用，加快产品开发速度。

技术领域

本发明涉及车辆悬架钢板弹簧，特别是高强度一级渐变刚度板簧的主副簧间隙的设计方法。

背景技术

随着高强度钢板材料的出现，可采用高强度一级渐变刚度板簧，以满足在不同载荷下的车辆行驶平顺性及悬架渐变偏频保持不变的设计要求，其中，高强度一级渐变刚度板簧的主副簧间隙，不仅影响开始接触载荷和完全接触载荷的大小，而且还影响主副簧的渐变复合夹紧刚度及车辆行驶平顺性。然而，由于在主副簧渐变接触过程中，高强度一级渐变刚度板簧挠度的计算非常复杂，据所查资料可知，先前国内外一直未给出高强度一级渐变刚度板簧的主副簧间隙的设计方法。随着车辆行驶速度及其对平顺性要求的不断提高，对高强度一级渐变刚度设计板簧提出了更高要求，因此，必须建立一种精确、可靠的高强度一级渐变刚度板簧的主副簧间隙的设计方法，为高强度一级渐变刚度板簧设计及CAD软件开发奠定可靠的技术基础，满足车辆行业快速发展、车辆行驶平顺性对高强度一级渐变刚度板簧的设计要求，提高产品设计水平、质量和性能，满足车辆行驶平顺性的设计要求；同时，降低设计及试验费用，加快产品开发速度。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种简便、可靠的高强度一级渐变刚度板簧的主副簧间隙的设计方法，设计流程图，如图1所示。板簧采用高强度钢板，宽度为b，弹性模量为E，各片板簧为以中心穿装孔对称的结构，其安装夹紧距的一半L₀为骑马螺栓夹紧距的一半L₀；高强度一级渐变刚度板簧的一半对称结构如图2所示，由主簧1和副簧2构成，其中，主簧1的片数为n，各片主簧的厚度为h_i，一半作用长度为L_it，一半夹紧长度为L_i＝L_it-L₀/2，i＝1,2,…,n；副簧2的片数为m，各片副簧的厚度为h_Aj，一半作用长度为L_Ajt，一半夹紧长度为L_Aj＝L_Ajt-L₀/2，j＝1,2,…,m。末片主簧的下表面与首片副簧的上表面之间的主副簧渐变间隙δ_MA，其大小是由主簧初始切线弧高与副簧初始切线弧高所决定的。当载荷达到开始起作用载荷P_k时，在骑马螺栓夹紧距外侧，末片主簧下表面与首片副簧上表面开始接触；当载荷达到完全接触载荷P_w时，末片主簧下表面与首片副簧上表面完全接触。当载荷在[P_k,P_w]范围内变化时，主簧末片下表面与副簧首片上表面的接触位置及主副簧渐变复合夹紧刚度K_kwP随载荷而变化，从而满足悬架偏频保持不变的设计要求，即等偏频型一级渐变刚度板簧悬架。高强度一级渐变刚度板簧的主副簧间隙，不仅影响开始接触载荷和完全接触载荷，而且还影响渐变复合夹紧刚度K_kwP及车辆行驶平顺性。在各片主簧的结构参数、首片副簧的一半夹紧长度，弹性模量、主簧夹紧刚度、主副簧复合夹紧刚度、开始接触载荷、完全接触载荷、额定载荷及在额定载荷下的剩余切线弧高设计要求值给定情况下，对高强度一级渐变刚度板簧的主副簧间隙进行设计。

为解决上述技术问题，本发明所提供的高强度一级渐变刚度板簧的主副簧间隙的设计方法，其特征在于采用以下设计步骤：

(1)高强度一级渐变刚度板簧的主副簧渐变复合夹紧刚度K_kwP的计算：