机械设计基础 教学课件 林宗良 14.ppt

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1、14.1弹簧的功用、类型、材料与制造14.2圆柱螺旋弹簧的结构、特性、参数与尺寸第14章弹簧第14章弹簧14.1弹簧的功用、类型、材料与制造1．弹簧用途弹簧主要有以下功用。（1）控制机构的位置和运动，例如制动器、离合器中的控制弹簧，内燃机汽缸的阀门弹簧等。（2）减震和缓冲，例如汽车、火车车厢下的减震弹簧，以及各种缓冲器用的弹簧等。（3）储存及输出能量，例如仪表、机械式钟表和玩具中的弹簧，武器发射机构中的弹簧等。（4）测量力的大小，例如测力器和弹簧秤中的弹簧等。第14章弹簧14.1弹簧的功用、类型、材料与制造2．弹簧类型和特点弹簧的种类很多，按弹簧的材料、弹簧的受力以及形状等进行划分。（1）按所

2、用材料的不同，弹簧可分为金属和非金属弹簧。（2）弹簧按其所承受的载荷性质可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧4种。（3）按弹簧形状又可分为螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、盘弹簧、板弹簧等。其中圆柱形螺旋弹簧结构简单，应用最广，故本章主要介绍其类型和特性等基本内容。第14章弹簧14.1弹簧的功用、类型、材料与制造2．弹簧类型和特点第14章弹簧14.1弹簧的功用、类型、材料与制造2．弹簧类型和特点第14章弹簧14.1弹簧的功用、类型、材料与制造3．弹簧材料常用的弹簧材料有：碳素弹簧钢、硅锰弹簧钢、铬钒弹簧钢、不锈钢及青铜等。选择弹簧材料时，要综合考虑弹簧的功用、重要程度、使用条件以及加工、热

3、处理和经济性等因素。钢是最常用的弹簧材料。受力较小而又要求防腐蚀、防磁性等特性时，可以采用有色金属。例如，碳素弹簧钢丝由于价格便宜，多用于制造尺寸较小且不承受冲击载荷的弹簧，硅锰弹簧钢、铬钒弹簧钢用于承受冲击载荷的弹簧。第14章弹簧14.1弹簧的功用、类型、材料与制造4．弹簧制造弹簧的制造过程包括：卷绕、端部修整、热处理和工艺实验等。弹簧卷绕方法有冷卷法和热卷法。钢丝直径在8mm以下的弹簧用预先热处理的钢丝冷卷，卷制成弹簧后，只作低温回火处理以消除内应力；钢丝直径较大时用热卷，热卷后应进行淬火及回火处理。较重要的压缩弹簧两端应磨平，以便承压面和轴线垂直。拉伸弹簧两端应有钩环，扭转弹簧两端应制有

4、杆臂，以便连接、固定和加载。第14章弹簧14.2圆柱螺旋弹簧的结构、特性、参数与尺寸1．圆柱螺旋弹簧的结构（1）压缩弹簧的结构。第14章弹簧14.2圆柱螺旋弹簧的结构、特性、参数与尺寸1．圆柱螺旋弹簧的结构（2）拉伸弹簧的结构。第14章弹簧14.2圆柱螺旋弹簧的结构、特性、参数与尺寸2．圆柱螺旋弹簧的特性线圆柱螺旋压缩弹簧的特性曲线圆柱螺旋拉伸弹簧的特性曲线第14章弹簧14.2圆柱螺旋弹簧的结构、特性、参数与尺寸3．圆柱螺旋弹簧的参数（1）强度。≤[]（2）刚度。第14章弹簧14.2圆柱螺旋弹簧的结构、特性、参数与尺寸3．圆柱螺旋弹簧的参数（3）稳定性。为了避免弹簧失稳，应使弹簧的高径比b=

5、H0/D2（H0为弹簧的自由高度，D2为弹簧的中径）按下列情况取值：弹簧两端固定时，b＜5.3；一端固定时，另一端自由时，b＜3.7；两端自由时，b＜2.6。弹簧失稳及防止方法第14章弹簧14.2圆柱螺旋弹簧的结构、特性、参数与尺寸4．圆柱螺旋弹簧的尺寸弹簧的几何尺寸第14章弹簧14.2圆柱螺旋弹簧的结构、特性、参数与尺寸4．圆柱螺旋弹簧的尺寸