《汽车板簧热处理工艺设计》
专业：应用物理学班级：09级2班
学生：周银。
设计时间：至。
指导教师： 罗昌森签名）
教研室主任签名）
绪论。汽车钢板弹簧。
汽车钢板弹簧是汽车悬架系统中最传统的弹性元件，由于其可靠性好、结构简单、制造工艺流程短、成本低而且结构能大大简化等优点，从而得到广泛的应用。汽车钢板弹簧一般是由若干片不等长的合金弹簧钢组合而成一组近似于等强度弹簧梁。在悬架系统中除了起缓冲作用而外，当它在汽车纵向安置，并且一端与车架作固定铰链连接时，即可担负起传递所有各向的力和力矩，以及决定车轮运动的轨迹，起导向的作用，因此就没有必有设置其它的导向机构，另外钢板弹簧是多片叠加而成，当载荷作用下变形时，各片有相对的滑动而产生摩擦，产生一定的阻力，促使车身的振动衰减，因此采用此种结构可以不装减振器。
但是钢板弹簧单位重量储存的能量最低，因些材料的利用率最差。一般多片簧ε=60%，少片簧ε=75%~85%。耗费大量的合金钢，它的重量占汽车自重的8~9%。
汽车钢板弹簧从结构上可分为多片簧和少片簧。
少片变截面弹簧。
1）从节能的角度出发，力求使汽车轻量化，作为钢板弹簧总成由于自重较大，约占汽车自重的8~9%，是实现汽车轻量化的一个不可忽视的部件。为减轻汽车的自重，改善汽车的行驶平顺性，提高整车的性能，近几年钢板弹簧的设计的轻量化是朝着少片变截面弹簧发展。
少片变截面弹簧是由一片或几片纵向等长的变断面弹簧组成，一般为2~3片，最多不超过5片。
2）少片变截面弹簧的优点：
、重量轻。a. 与多片簧相比可减轻重点30~40%，采用合理的断面形状，与多片簧相比更接近于等应力梁，应力分布更合理，材料利用率最高ε=75~85%。
b. 提高了设计应力，设计应力可以比多片簧提高20%（设计应力提高10%，重量可以减轻20%），大大的减轻了弹簧的重量。
c. 非工作部分少，因少片簧中部夹紧长度比多片簧小。
、改善了悬架振动性能。
a. 片数少、片间摩擦小，阻力也比较稳定。b. 刚度增加小。
、有可能提高板簧寿命。
a. 采用了先进的强化方式，应力喷丸。应力喷丸施加的预应力有以下几种方式：
a. 100kg/cm2 b、120 kg/cm2 c、140 kg/cm2
如果采用施加预应力120 kg/cm2，所产生的残余压应力-b5~-90 kg/cm2。
b. 喷涂防腐层 c. 片间加垫，防止了片间的接触，减少了片间摩擦。
、减少了弹簧的加工的工作量。
、减少弹簧总成的总厚度，可以使整车的重心高度降低，总布置好布置。
2、空气弹簧：
空气弹簧是由夹有帘线的橡胶囊和充入其内腔的压缩空气所组成的弹簧元件。空气悬架除弹性元件，导向机构和减振器外，一般装有车身高度调节装置，目前已广泛的应用在客车、载重车及挂车上。
空气弹簧的优点：
1）空气弹簧具有变刚度特性，容易得到较低的固有频率，从而保证了良好的汽车行驶平顺性。据整车的试验表明，装有汽车钢板弹簧的大客车的固有频率在2~2.7hz（120~160次/分）范围内，而装上空气弹簧后，其固有频率可达到1.
25~1.7hz（75~100分/次），使汽车的乘座舒适性大为改善，强度高（工作压力：3~4kg/ cm2，压破压力：
22kg/ cm2）。
2）空气悬架装有高度调节阀后，使车身的高度不随载荷的增减而变动。
3）空气弹簧的寿命比钢板弹簧高得多，因空气弹簧寿命只取决于橡胶囊的寿命，相当于钢板弹簧的寿命3~4倍。
4）可以节省大量的合金钢材。
空气悬架的缺点：
1）结构比较复杂，因为空气弹簧只能承受垂直载荷，还需要装导向机构来承受垂直力以外的力和力矩。
2）密封环节较多，容易漏气。
3）空气弹簧的尺寸较大，在非独立悬架中，布置上往往不易保证足够大的弹簧中心距，使横向角刚度达到应有的数值，往往需要装横向稳定杆以弥补其不足。
3、油气弹簧（油气悬挂）：
油气弹簧是空气弹簧的一种特例，它仍以气体（一般用惰性气体——氮）作为弹性元件，而在气体与活塞之间引入油液作为中间介质。油气弹簧的工作缸由气室、油液和起减振作用的阻尼阀组成。
该弹性元件主要用于25吨以上的矿用车上。
1）油气弹簧的优点：
、可以得到比较满意的非线性特性，可以得到较低的固有频率（可达到80次/分左右），同时有很强的阻尼力，能满足汽车行驶平顺性要求，改善驾驶员的劳动强度。
、油气弹簧与空气弹簧相比较，由于采用了钢筒作为气室，气室的压力可比空气弹簧高10~20倍，通常为5~7n/mm2，有的高达20n/mm2。
、体积小、重量轻。用于重型矿用自卸车上比采用钢板弹簧要轻50%以上的重量。例如：
25吨级的矿用车后悬架采用钢板弹簧，片数13片，规格100×20，总重量约为450kg，而采用油气悬架总重量约为185kg，减轻重量58%。
、使用寿命长，零件损耗大大地降低。
、便于系列化，可以选用适当的缸径，改变其工作压力。
2）油气弹簧的缺点：
、油气悬架工作缸内为高压气体和油液，要求有较高的密封性。
、使用过程中气体会缓慢的泄漏，需要定期充气，但不能充气过多，需要有一套特殊的充气装备和操作规程。
、作用中还要保持工作缸内的清洁，否则容易引起表面拉伤，所以油气悬挂的加工复杂，维护较麻烦。
一：汽车板簧设计依据及原则、原理。
一)钢板弹簧的布置方案钢板弹簧在汽车上可以纵置或者横置。后者因为要传递纵向力，必须设置附加的导向传力装置，使结构复杂、质量加大，所以只在少数轻、微型车上应用。纵置钢板弹簧能传递各种力和力矩，并且结构简单，故在汽车上得到广泛应用。
纵置钢板弹簧又有对称式与不对称式之分。钢板弹簧中部在车轴(桥)上的固定中心至钢板弹簧两端卷耳中心之间的距离若相等，则为对称式钢板弹簧；若不相等，则称为不对称式钢板弹簧。多数情况下汽车采用对称式钢板弹簧。
由于整车布置上的原因，或者钢板弹簧在汽车上的安装位置不动，又要改变轴距或者通过变化轴距达到改善轴荷分配的目的时，采用不对称式钢板弹簧。
二)钢板弹簧主要参数的确定在进行钢板弹簧计算之前，应当知道下列初始条件：满载静止时汽车前、后轴(桥)负荷g1、g2和簧下部分荷重gu1＼gu2，并据此计算出单个钢板弹簧的载荷：fw1= (g1-gul)／2和fw2= (g2—gu2)／2，悬架的静挠度，和动挠度，汽车的轴距等。
cfdf 1．满载弧高 af满载弧高是指钢板弹簧装到车轴(桥)上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端(不包括卷耳孔半径)连线间的最大高度差(图6—11)。用来保证汽车具有给定的高度。当0时，钢板弹簧在对称位置上工作。
为了在车架高度已限定时能得到足够的动挠度值，常取10~20mm
2．钢板弹簧长度l的确定钢板弹簧长度l是指弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离。增加钢板弹簧长度l能显著降低弹簧应力，提高使用寿命；降低弹簧刚度，改善汽车平顺性；在垂直刚度c给定的条件下，又能明显增加钢板弹簧的纵向角刚度。钢板弹簧的纵向角刚度系指钢板弹簧产生单位纵向转角时，作用到钢板弹簧上的纵向力矩值。
增大钢板弹簧纵向角刚度的同时，能减少车轮扭转力矩所引起的弹簧变形；选用长些的钢板弹簧，会在汽车上布置时产生困难。原则上在总布置可能的条件下，应尽可能将钢板弹簧取长些。推荐在下列范围内选用钢板弹簧的长度：
轿车：l=(0．40～0．55)轴距；货车前悬架：l=(0．26～0．35)轴距，后悬架：
l=(0．35～0．45)轴距。 3．钢板断面尺寸及片数的确定 (1)钢板断面宽度b的确定有关钢板弹簧的刚度、强度等，可按等截面简支梁的计算公式计算，但需引入挠度增大系数δ加以修正。因此，可根据修正后的简支梁公式计算钢板弹簧所需要的总惯性矩j0。
对于对称钢板弹簧。
式中，s为u形螺栓中心距(mm)；是为考虑u形螺栓夹紧弹簧后的无效长度系数(如刚性夹紧，取k=0．5，挠性夹紧，取k=0)；c为钢板弹簧垂直刚度(n／mm)，c=fw／；δ为挠度增大系数(先确定与主片等长的重叠片数n1，再估计一个总片数no，求得η=n1／no，然后用δ=1．5／[1．04(1+0．5η)]初定δ)；e为材料的弹性模量。 cf 钢板弹簧总截面系数wo用下式计算。
式中，[σ0]为许用弯曲应力。 对于55simnvb或60si2mn等材料，表面经喷丸处理后，推荐[σw]在下列范围内选取：前弹簧和平衡悬架弹簧为350～450n／mm2；后主簧为450～550n／mm2；后副簧为220～250n／mm2。
将式(6—6)代人下式计算钢板弹簧平均厚度hp
有了hp以后，再选钢板弹簧的片宽b。增大片宽，能增加卷耳强度，但当车身受侧向力作用倾斜时，弹簧的扭曲应力增大。前悬架用宽的弹簧片，会影响转向轮的最大转角。
片宽选取过窄，又得增加片数，从而增加片间的摩擦和弹簧的总厚。推荐片宽与片厚的比值b／／hp在6～10范围内选取。 (2)钢板弹簧片厚h的选择矩形断面等厚钢板弹簧的总惯性矩j。
用下式计算
式中，n为钢板弹簧片数。 由式(6—8)可知，改变片数n、片宽b和片厚h三者之一，都影响到总惯性矩jo的变化；再结合式(6—5)可知，总惯性矩j。的改变又会影响到钢板弹簧垂直刚度c的变化，也就是影响汽车的平顺性变化。
其中，片厚h的变化对钢板弹簧总惯性矩j。影响最大。增加片厚h，可以减少片数n。
钢板弹簧各片厚度可能有相同和不同两种情况，希望尽可能采用前者。但因为主片工作条件恶劣，为了加强主片及卷耳，也常将主片加厚，其余各片厚度稍薄。此时，要求一副钢板弹簧的厚度不宜超过三组。
为使各片寿命接近又要求最厚片与最薄片厚度之比应小于1．5。 最后，钢板断面尺寸b和h应符合国产型材规格尺寸。
3)钢板断面形状矩形断面钢板弹簧的中性轴，在钢板断面的对称位置上(图6—12a)。工作时一面受拉应力，另一面受压应力作用，而且上、下表面的名义拉应力和压应力的绝对值相等。因材料抗拉性能低于抗压性能，所以在受拉应力作用的一面首先产生疲劳断裂。
除矩形断面以外的其它断面形状的叶片(图6—12b、c、d)，其中性轴均上移，使受拉应力作用的一面的拉应力绝对值减小，而受压应力作用的一面的压应力绝对值增大，从而改善了应力在断面上的分布状况，提高了钢板弹簧的疲劳强度和节约近10％的材料。
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课程设计 题目名称。课程名称。学生姓名。学号。系 专业。指导教师。年月日。一序言 3二板式精馏塔设计任务书 4 三设计计算 5 1.1基础数据的搜集 5 1.2 精馏塔的物料衡算 7 1.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 12 1.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 16 1.5 塔板主要工艺尺寸...
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郑州轻工业学院。课程设计说明书。题目。姓名。院 系。专业班级。学号。指导教师。成绩。时间 年月日至年月日。说明。1 课程设计进行期间，学生应按教学计划，将每天的学习情况 包括学习内容 遇到问题及解决办法 心得体会等 如实进行记录。2 结束时，根据课程设计内容和学习记录书写报告。3 指导教师应综合考虑...
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工程测量实习计划书。课程名称工程测量实习。专业建筑工程学院。班级 120701 班 第一小组 小组成员郭钰 靳伟 浪涛 刘娜 曹佳佳 党永安 韩元虎 指导教师陈卓。2013年12月。一 实习地点 西安工业大学未央校区教1楼。二 小组成员 组长 郭钰 仪器保管 靳伟。组员 曹佳佳，党永安，韩元虎，浪涛...