[发明专利]高强度两级渐变刚度板簧的最大限位挠度的设计方法

权利要求书

1.高强度两级渐变刚度板簧的最大限位挠度的设计方法，其中，板簧采用高强度钢板，各片板簧为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；板簧由主簧和两级副簧构成，通过主簧和两级副簧的初始切线弧高及两级渐变间隙，满足板簧接触载荷、渐变刚度及悬架在渐变载荷下的偏频保持不变的设计要求，即等偏频型高强度两级渐变刚度板簧；依据最大许用应力及最大许用载荷所对应的最大挠度，作为板簧最大限位挠度，并根据最大限位挠度设置一限位装置，对板簧起保护作用，防止板簧因受冲击而断裂，提高板簧使用寿命；根据各片板簧的结构参数、弹性模量、最大许用应力、额定载荷及接触载荷，对高强度两级渐变刚度板簧的最大限位挠度进行设计，具体设计步骤如下：

(1)高强度两级渐变刚度板簧的最大许用载荷P_max的确定：

A步骤：各不同片数l重叠段的等效厚度计算

根据主簧的片数n,主簧各片的厚度h_i，i＝1,2,...,n；第一级副簧的片数m₁，第一级副簧各片的厚度h_A1j,j＝1,2,...,m₁；第二级副簧的片数m₂,第二级副簧各片的厚度h_A2k，k＝1,2,...,m₂；主簧与第一级副簧的片数之和N₁＝n+m₁，主副簧的总片数N＝n+m₁+m₂，对渐变刚度钢板弹簧的不同片数l重叠段的等效厚度h_le进行计算，l＝1,2,...,N，即

其中，主簧根部重叠部分的等效厚度h_Me＝h_ne；主簧与第一级副簧的根部重叠部分的等效厚度h_MA1e＝h_N1e；主副簧的根部重叠部分的总等效厚度h_MA2e＝h_Ne；

B步骤：主簧的最大厚度板簧的厚度h_max确定

根据主簧的片数n,主簧各片的厚度h_i，i＝1,2,...,n，对主簧的最大板簧厚度的厚度h_max进行确定，即

h_max＝max(h_i)，i＝1,2,...,n；

C步骤：最大许用载荷P_max的确定

根据高强度两级渐变刚度板簧的宽度b，最大许用应力[σ]；主簧首片的一半夹紧长度L₁，第1次开始接触载荷P_k1，第2次开始接触载荷P_k2，A步骤中计算得到的h_Me、h_MA1e和h_MA2e，及B步骤中所确定的h_max，对最大许用载荷P_max进行确定，即

(2)高强度两级渐变刚度板簧的主簧夹紧刚度K_M的计算：

根据高强度两级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧的片数n，主簧各片的一半夹紧长度L_i，及步骤(1)中计算得到的h_le，l＝i＝1,2,...,n,对主簧夹紧刚度K_M进行计算，即

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(3)高强度两级渐变刚度板簧的主簧与第一级副簧的复合夹紧刚度K_MA1的计算：

根据高强度两级渐变刚度钢板弹簧的宽度b，弹性模量E；主簧的片数n，主簧各片的一半夹紧长度L_i，i＝1,2,...,n；第一级副簧的片数m₁，第一级副簧各片的一半夹紧长度L_A1j＝L_n+j，j＝1,2,...,m₁，主簧与第一级副簧的片数之和N₁＝n+m₁，及步骤(1)中计算得到的h_le，l＝1,2,...,N₁，对主簧与第一级副簧的复合夹紧刚度K_MA1进行计算，即

(4)高强度两级渐变刚度板簧的主副簧的总复合夹紧刚度K_MA2的计算：

根据高强度两级渐变刚度钢板弹簧的宽度b，弹性模量E；主簧的片数n，主簧各片的一半夹紧长度L_i i＝1,2,...,n；第一级副簧的片数m₁，第一级副簧各片的一半夹紧长度L_A1j＝L_n+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分别为L_A2k＝L_N1+k，k＝1,2,...,m₂；主副簧的总片数N，及步骤(1)中计算得到的h_le，l＝1,2,...,N，对主副簧的总复合夹紧刚度K_MA2进行计算，即

(5)高强度两级渐变刚度板簧的最大限位挠度f_Mmax的设计：

根据第1次开始接触载荷P_k1，第2次开始接触载荷P_k2，第2次完全接触载荷P_w2，步骤(1)中所确定的P_max，步骤(2)～(4)中分别计算所得到的K_M、K_MA1和K_MA2，对高强度两级渐变刚度板簧的最大许用挠度f_Mmax进行设计，即

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