專利名稱：汽車框形鋼板彈簧懸架的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車懸架，尤其涉及汽車框形鋼板彈簧懸架。
背景技術：
鋼板彈簧是車輛懸架系統中的一個重要部件，起著承受車體重量、傳遞各方向的力和力矩以及緩沖減震的作用。現有鋼板彈簧由若干長度不同的彈簧片疊加而成，由于簧片之間直接接觸，在車輛行駛的過程中，每片鋼板都會上下運動，從而產生摩擦，而這種摩擦又會相互作用產生噪聲，再加上不同鋼板的變形程度不同，從而造成行駛不平穩等問題，并且現有鋼板彈簧一般都存在力學性能差，承載能力低等缺點。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單實用、承載能力強、系統可靠性高、可降低系統重量的汽車框形鋼板彈簧懸架。為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案
一種汽車框形鋼板彈簧懸架，包括框形鋼板彈簧和固定于所述汽車的車架上的支撐銷軸，所述框形鋼板彈簧由平行設置的上 、下兩塊鋼板構成，所述兩塊鋼板的一端通過彎耳連接部連為一體，另一端呈開口狀并形成框形鋼板彈簧的開口端，所述彎耳連接部套設于支撐銷軸上，所述框形鋼板彈簧的開口端通過緊固件與所述汽車的車軸連接。所述彎耳連接部與支撐銷軸通過雙頭螺栓緊固連接。所述緊固件上端壓設于上部的鋼板上，下端穿過上、下兩塊鋼板與車軸緊固連接。所述上、下兩塊鋼板中部通過一彈簧夾連接。所述彈簧夾包括U形夾和鎖銷，所述U形夾夾設于上、下兩塊鋼板上，且開口端朝上布置，所述鎖銷連接于U形夾的開口端，U形夾底部與下部的鋼板接觸，鎖銷與上部的鋼板接觸。所述U形夾底部設有定位銷，所述下部的鋼板上設有定位孔，所述定位銷插設于定位孔內。所述上、下兩塊鋼板兩端的寬度大于中部的寬度。與現有技術相比，本發明的優點在于
本發明的汽車框形鋼板彈簧懸架，采用框形鋼板彈簧作為主要的減震支撐部件，其結構簡單實用，通過有限元分析軟件分別建立框形鋼板彈簧和普通層疊式鋼板彈簧的模型，并進行仿真對比分析，建立二者的有限元模型時，設定兩種彈簧鋼板厚度相等，且都設為兩片，載荷取重量為1600kg車輛的四分之一，仿真分析結果顯示普通鋼板彈簧的最大垂直位移為242mm，而框形鋼板彈簧的最大垂直位移僅為85mm，從結果中可以看出在同等載荷條件下，框形鋼板彈簧的變形大約只有普通鋼板彈簧的1/3，也就是說框形鋼板彈簧的承載能力是普通鋼板彈簧的近三倍，普通鋼板彈簧要達到同等級的承載能力至需要增加一倍板材用量，也就是說在同等承載能力的情況下，框形鋼板彈簧所用材料僅是普通鋼板彈簧的一半；另外，仿真結果顯示框形鋼板彈簧的最大應力為245Mpa，偏頻為1. 54Hz，完全滿足車輛懸架對強度及舒適性的要求，使懸架承載能力大幅度提升，材料利用率高，可以降低系統重量；框形鋼板彈簧同時可以起到車輛后懸架連桿的作用，即作為運動約束件，使懸架系統的整體結構大大簡化，可以省略傳統懸架系統中的球頭、鉸銷、橡膠套等附件，成本低廉；框形鋼板彈簧所需的安裝空間只需傳統鋼板彈簧安裝空間的一半，其更有利于車輛其它周邊部件的布置；框形鋼板彈簧與車架和車軸的連接結構也非常簡單，中間沒有任何磨損件，系統的可靠性提高，同時沒有運動部件，可避免運動撞擊而產生噪音。上、下兩塊鋼板中部通過一彈簧夾連接，用于限制兩塊鋼板的相對位移，確保框形鋼板彈簧能夠正常工作。上、下兩塊鋼板兩端的寬度大于中部的寬度，框形鋼板彈簧的受力形式與懸臂梁類似，最大應力出現在兩塊鋼板的端部，對其兩端進行加寬，采取變截面的形式，可提升其力學性能。
圖1是本發明實施例的結構示意圖。圖2是圖1的A —A剖視放大圖。圖3是本發明實施例中框形鋼板彈簧的主剖視圖。圖4是本發明實施例中框形鋼板彈簧的俯視圖。圖中各標號表不1、框形鋼板彈簧；2、支撐銷軸；3、車架；4、車軸；5、緊固件；6、彈簧夾；7、雙頭螺栓；11、鋼板；12、彎耳連接部；13、定位孔；61、U形夾；62、鎖銷；63、定位銷。
具體實施例方式圖1至圖4示出了本發明的一種汽車框形鋼板彈簧懸架實施例，該懸架包括框形鋼板彈簧I和固定于汽車的車架3上的支撐銷軸2，框形鋼板彈簧I由平行設置的上、下兩塊鋼板11構成，兩塊鋼板11的厚度相等，兩塊鋼板11的一端通過彎耳連接部12連為一體，另一端呈開口狀并形成框形鋼板彈簧I的開口端，彎耳連接部12套設于支撐銷軸2上，框形鋼板彈簧I的開口端通過緊固件5與汽車的車軸4連接，框形鋼板彈簧I在不受力時是平直的，當它受力彎曲時，在理想狀態下，其上、下兩塊鋼板11的變形形態是基本一致的，兩塊鋼板11的兩側面保持平行。通過有限元分析軟件分別建立框形鋼板彈簧I和普通層疊式鋼板彈簧的模型，并進行仿真對比分析，建立二者的有限元模型時，設定兩種彈簧鋼板厚度相等，且都設為兩片，載荷取重量為1600kg車輛的四分之一，仿真分析結果顯示普通鋼板彈簧的最大垂直位移為242mm,而框形鋼板彈簧I的最大垂直位移僅為85mm,從結果中可以看出在同等載荷條件下，框形鋼板彈簧I的變形大約只有普通鋼板彈簧的1/3，也就是說框形鋼板彈簧I的承載能力是普通鋼板彈簧的近三倍，普通鋼板彈簧要達到同等級的承載能力至需要增加一倍板材用量，也就是說在同等承載能力的情況下，框形鋼板彈簧I所用材料僅是普通鋼板彈簧的一半；另外，仿真結果顯示框形鋼板彈簧I的最大應力為245Mpa，偏頻為1. 54Hz，完全滿足車輛懸架對強度及舒適性的要求，可見本發明的懸架采用框形鋼板彈簧I作為主要的減震支撐部件，其結構簡單實用，承載能力大幅度提升，材料利用率高，可以降低系統重量；框形鋼板彈簧I同時可以起到車輛后懸架連桿的作用，即作為運動約束件，使懸架系統的整體結構大大簡化，可以省略傳統懸架系統中的球頭、鉸銷、橡膠套等附件，成本低廉；框形鋼板彈簧I所需的安裝空間只需傳統鋼板彈簧安裝空間的一半，其更有利于車輛其它周邊部件的布置；框形鋼板彈簧I與車架3和車軸4的連接結構也非常簡單，中間沒有任何磨損件，系統的可靠性提高，同時沒有運動部件，可避免運動撞擊而產生噪音。本實施例中，彎耳連接部12與支撐銷軸2通過雙頭螺栓7緊固連接，以限制彎耳連接部12沿支撐銷軸2產生位移；緊固件5上端壓設于上部的鋼板11上，下端穿過上、下兩塊鋼板11與車軸4緊固連接。本實施例中，上、下兩塊鋼板11中部通過一彈簧夾6連接，用于限制兩塊鋼板11的相對位移，確保框形鋼板彈簧I能夠正常工作。該彈簧夾6包括U形夾61和鎖銷62，U形夾61夾設于上、下兩塊鋼板11的兩側，且開口端朝上布置，這樣可限制兩塊鋼板11產生相對扭轉；鎖銷62連接于U形夾61的開口端，U形夾61底部與下部的鋼板11接觸，鎖銷62與上部的鋼板11接觸，這樣可限制兩塊鋼板11的垂向位移；U形夾61底部設有定位銷63,下部的鋼板11上設有定位孔13,定位銷63插設于定位孔13內，通過定位銷63與定位孔13的配合可以防止兩塊鋼板11橫向錯動。本實施例中，上、下兩塊鋼板11兩端的寬度大于中部的寬度，框形鋼板彈簧I的受力形式與懸臂梁類似，最大應力出現在兩塊鋼板11的端部，對其兩端進行加寬，采取變截面的形式，可提升其力學性能。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發明技術方案保護的范圍內。
權利要求
1.一種汽車框形鋼板彈簧懸架，其特征在于包括框形鋼板彈簧(I)和固定于所述汽車的車架(3)上的支撐銷軸(2)，所述框形鋼板彈簧(I)由平行設置的上、下兩塊鋼板(11)構成，所述兩塊鋼板(11)的一端通過彎耳連接部(12)連為一體，另一端呈開口狀并形成框形鋼板彈簧(I)的開口端，所述彎耳連接部(12)套設于支撐銷軸(2)上，所述框形鋼板彈簧(I)的開口端通過緊固件(5)與所述汽車的車軸(4 )連接。
2.根據權利要求1所述的汽車框形鋼板彈簧懸架，其特征在于所述彎耳連接部(12)與支撐銷軸(2 )通過雙頭螺栓(7 )緊固連接。
3.根據權利要求2所述的汽車框形鋼板彈簧懸架，其特征在于所述緊固件(5)上端壓設于上部的鋼板(11)上，下端穿過上、下兩塊鋼板(11)與車軸(4)緊固連接。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的汽車框形鋼板彈簧懸架，其特征在于所述上、下兩塊鋼板(11)中部通過一彈簧夾(6 )連接。
5.根據權利要求4所述的汽車框形鋼板彈簧懸架，其特征在于所述彈簧夾(6)包括U形夾(61)和鎖銷(62)，所述U形夾(61)夾設于上、下兩塊鋼板(11)上，且開口端朝上布置，所述鎖銷(62)連接于U形夾(61)的開口端，U形夾(61)底部與下部的鋼板(11)接觸，鎖銷(62 )與上部的鋼板(11)接觸。
6.根據權利要求5所述的汽車框形鋼板彈簧懸架，其特征在于所述U形夾(61)底部設有定位銷(63)，所述下部的鋼板(11)上設有定位孔(13)，所述定位銷(63)插設于定位孔(13)內。
7.根據權利要求1至3中任一項所述的汽車框形鋼板彈簧懸架，其特征在于所述上、下兩塊鋼板(11)兩端的寬度大于中部的寬度。
8.根據權利要求6所述的汽車框形鋼板彈簧懸架，其特征在于所述上、下兩塊鋼板(II)兩端的寬度大于中部的寬度。
全文摘要
本發明公開了一種汽車框形鋼板彈簧懸架，包括框形鋼板彈簧和固定于所述汽車的車架上的支撐銷軸，所述框形鋼板彈簧由平行設置的上、下兩塊鋼板構成，所述兩塊鋼板的一端通過彎耳連接部連為一體，另一端呈開口狀并形成框形鋼板彈簧的開口端，所述彎耳連接部套設于支撐銷軸上，所述框形鋼板彈簧的開口端通過緊固件與所述汽車的車軸連接。該汽車框形鋼板彈簧懸架具有結構簡單實用、承載能力強、系統可靠性高、可降低系統重量的優點。
文檔編號B60G11/10GK103057370SQ20131006345
公開日2013年4月24日 申請日期2013年2月28日 優先權日2013年2月28日
發明者周兵, 顏丙超, 許艷, 范璐, 黃曉婷 申請人:湖南大學