《弹簧刚课程设计》word版

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1、一：汽车用缓冲弹簧的服役条件弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性，而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。钢的弹性取决于其弹性变形的能力，即在规定的范围之内，弹性变形的能力使其承受一定的载荷，在载荷去除之后不出现永久变形。弹簧在冲击、振动或长期交应力下使用，所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、屈强比、弹性极限；高的疲劳强度，避免早起疲劳破坏；有足够的塑性和韧性，不产生脆性断裂；足够的粹透性，保证弹性极限和整体强度。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等。弹簧服役条件是指它工作的环境（温度和介质）及应力状态等因素，主要承受动载和疲劳载荷。

2、工作温度可分为低温（室温以下）、室温、较高温度（120～350℃）、高温（400℃以上）几个档次。工作环境介质有空气（干燥气和潮湿气）、水蒸气、雨水、燃烧产物、油及酸碱水溶液等。普通机械弹簧一般是在室温或较高工作温度、大气条件下承受负荷。也有用于耐蚀、承受高应力等各种特殊用途的弹簧。弹簧的负荷特性由弹簧变形时载荷（P）与变形（F）之间的关系曲线表示。常见者有三类：直线型、渐增型、不重合型。弹簧载荷有动载荷（振动、扭转、弯曲等）和静载荷，有些重要弹簧承受复杂的交变载荷。在外力作用下，弹簧材料内部往往产生不同的应力，如弯曲应力、扭转应力（切应力）或

3、弯扭复合应力等。二:材料的选取弹簧材料的选择原则是：首先满足功能要求，其次是强度要求，最后才考虑经济性。可用来制造汽车用缓冲弹簧的材料很多，不同部位使用的弹簧，可选择的材料也不尽相同，要从众多材料中选出一种最经济，且能满足各种性能要求的材料，并不是一件容易的事，需要考虑各方面的要素，来使其达到满族人类需求的目的。汽车用缓冲弹簧常见材料见表1所示。表1各种材料性能及用途【1】材料特性用途55Si2Mn强度大、弹性极限好，屈服比值高，热处理后韧性较好，焊接性差，冷变形塑性低，切削性尚好，无回火脆性倾向，且具有抗回火稳定和抗松弛稳定性。适用于制造铁道

4、车辆、汽车、拖拉机等承受中等载荷的扁形弹簧、直径<25mm的螺旋形弹簧、缓冲弹簧以及汽缸安全阀门等高应力下工作的重要弹簧。55Si2MnB性能与55Si2Mn钢相近，但淬透性更高，在油中临界淬透直径约90~180mm，疲劳强度也显著提高。适用于制造中、小型截面的钢板弹簧，如汽车上的前后副钢板弹簧。55SiMnVB强度、韧及塑性及淬透性均比60Si2MnA钢高，油中临界淬透直径约为50~107mm;热加工性能良好，热处理时表面脱碳倾向小，回火稳定性好。适用于制造中型截面尺寸的板弹簧和螺旋形弹簧，可代替60Si2MnA钢使用。50CrVA有较高韧性

5、、强度和弹性极限、疲劳强度，较低的弹性模量、较高的屈强比和淬透性，热处理时过热和脱碳倾向小，冲击韧性也良好;但焊接性差，冷变形塑性低，热加工时具有形成白点的敏感性；主要在淬火并中温回火后使用。适用于制造大截面的高载荷重要弹簧及工作温度低于300℃的阀门弹簧、活塞弹等;也可用于非腐蚀性介质中、工作温度<400℃的大截面的重要调质零件。表1各种材料性能及用途材料特性用途60Si2MnA应用广泛的硅锰弹簧钢，强度、弹性和淬透性较55Si2Mn稍高。适于车辆、汽车工业上制作承受较大负荷的扁形弹簧或线径在30mm以下的螺旋弹簧、也适于制作工作温度在250

6、℃以下非腐蚀介质中的耐热弹簧以及承受在高应力下工作的大型重要卷制弹簧【2】。60Si2CrA与60Si2MnA钢相比，塑性相近，但抗拉强度和屈服点均较高;热处理过热敏感性和脱碳倾向小，淬透性高，油中临界淬透直径约为37~114mm，但有回火脆性倾向；一般在淬火并中温回火下使用。　适用于制造承受高应力及工作温度<300℃条件下工作的弹簧，如调速器弹簧、汽轮机气封弹簧、高压力水泵碟形弹簧及冷凝器支承簧等。60Si2CrVA特性和用途与60Si2CrA钢相近，但弹性极限和高温力学性能更好。适用于制造工作温度在低于300~350℃条件下使用的耐热弹簧及

7、承受冲击性应力和高载荷的重要弹簧。60W4MnBA性能与60CrMnA钢基本相似，但有更好的淬透性，在油中临界淬透直径约为100~150mm。适用于制造大型弹簧，如推土机上的叠板弹簧，船舶上的大型螺旋弹簧。2.1根据用途选材从上述材料中可以看出：55Si2Mn主要适与制造扁形弹簧、直径<25mm的螺旋形弹簧、缓冲弹簧以及汽缸安全阀门等高应力下工作的重要弹簧；经冷拉热处理、冷卷热处理后的最终硬度为40-48HRC,钢丝直径为10mm的缓冲弹簧最终硬度为40-47HRC,故该材料符合汽车用缓冲弹簧。55Si2MnB适用于制造中、小型截面的钢板弹簧；

8、题目中的弹簧不是一般的钢板弹簧，而是刹车系统中的缓冲弹簧，加之合金元素种类比55Si2Mn多，虽然性能与55Si2Mn接近，但从经济方面考虑，选择55