机械设计基础chap弹簧资料课件.ppt

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1、Chap18弹簧各种弹簧的特点、应用弹簧参数对弹簧性能的影响及其合理选择；圆柱螺旋弹簧设计的基本理论、基本设计方法和设计过程拉伸压缩扭转弯曲螺旋形其它形按形状按载荷18-1弹簧的类型和功用1控制机械的运动，例如内燃机中控制气缸阀门启闭的弹簧、离合器中的控制弹簧；2吸收振动和冲击能量，例如各种车辆中的减振弹簧及各种缓冲器的弹簧等；板簧二、弹簧的功用3存储和释放能量，复位，例如钟表弹簧、枪栓弹簧等；4测量力的大小，例如弹簧秤和测力器中的弹簧等等。18-2弹簧的制造、材料和许用应力一、弹簧制造螺旋弹簧的制造工艺过程①绕制；　　②钩环制造；　　③端部的制作与精

2、加工；　　④热处理；　　⑤工艺试验等，对于重要的弹簧还要进行强压处理。2弹簧的绕制方法①冷卷法：簧丝直径d≤8mm的采用冷卷法绕制。冷态下卷绕的弹簧常用冷拉并经预先热处理的优质碳素弹簧钢丝，卷绕后一般不再进行淬火处理，只须低温回火以消除卷绕时的内应力。`②热卷法：簧丝直径较大（d>8mm）的弹簧则用热卷法绕制。在热态下卷制的弹簧，卷成后必须进行淬火、中温回火等处理。二、弹簧材料要求：较高的强度极限和屈服极限，较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。1碳素弹簧钢ωc=0.6～0.9%，65、70、85强度高，性能好，适于做小弹簧，

3、d>12mm时不易淬透2合金弹簧钢60Si2Mn、60Si2MnA：弹性好，回火稳定，易脱碳，适于做受大载荷的弹簧4Cr13：耐腐蚀，耐高温，适于做大弹簧1Cr18Ni9Ti：耐腐蚀，耐高温，适于做小弹簧Co40CrNiTiMo：耐腐蚀，高强度，无磁，高弹性不锈钢表18-13有色金属合金Qsi-3、QSn4-3：耐腐蚀，防磁好Qbe2：耐腐蚀，防磁，导电性及弹性好三、弹簧的许用应力表18-1、表18-21确定弹簧许用应力时应考虑材料、品种、材料质量、热处理方式、载荷性质、工作条件、重要程度、弹簧丝直径2按载荷性质分类Ⅰ类——受变载荷次数106次以上。内燃机

4、气门弹簧、电磁制动器Ⅱ类——受变载荷次数103～105次以上。调速器、安全阀、一般车辆Ⅲ类——受变载荷次数103以下。摩擦式安全离合器一、弹簧的主要尺寸18-3圆柱螺旋压缩与拉伸弹簧的应力与变形弹簧丝直径d弹簧圈外径D弹簧圈内径D1弹簧圈中径D2节距t螺旋升角α：α<9°自由长度H0二、弹簧的受力忽略弹簧丝弯曲，T产生的应力：受力：剪力F→τ’‘T=FD2/2→F产生的应力：τ‘最大切应力：弹簧丝截面内侧旋绕比(弹簧指数)C：衡量弹簧曲率的重要参数。簧丝最大切应力：三、弹簧的强度K——曲度系数图18-6钢丝直径分析：第二项反映了弹簧丝曲率对扭切应力影响。T

5、，aa’与bb’相对转动，a’b’

6、间距δ：自由状态时存在支承圈(死圈)：弹簧两端各有3/4～5/4圈并紧磨平：长度>3/4圈，厚度=d/4不磨平：不多用总圈数n1(有支承圈)：n1=n+(1.5～2.5)节距t：t=d+δt间距δ：λ2：最大工作载荷F2时的弹簧变形量螺旋升角α：t=(0.3～0.5)D2,α=5°～9°弹簧丝材料的长度L：自由高度H0：两端并紧不磨平结构：H0=nδ+(n1+1)d两端并紧磨平结构：H0=nδ+(n1-0.5)d2稳定性计算为了便于制造和失稳，建议弹簧的长径比b=H0/D2取值为：　　两端均为铰支端，b≤2.6；两端均为固定端时，b≤5.3；一端固定而另

7、一端铰支时，b≤3.7如果b大于上述数值时，则必须进行稳定性计算，并限制F小于失稳时的临界载荷Fcr。一般取F=Fcr/(2～2.5)，3压缩弹簧特性曲线载荷—变形曲线F1—最小工作载荷，安装时必须施加，F1=(0.2～0.5)F2F2—最大工作载荷，τ≤[τ]Flim—极限载荷，达到σs时的载荷H1、H2、Hlim—F1、F2、Flim作用时的弹簧高度λ1、λ2、λlim—F1、F2、Flim时的弹簧变形为避免并紧，规定λ2≤0.8nδ弹簧刚度：弹簧特性曲线是检验和试验的依据。卷制时有初拉力，δ=0挂钩形式：4拉伸弹簧结构特点半圆钩环形圆钩环形结构简单，

8、制造方便，弯曲应力大，适于中小载荷和不重要场合两端具有转钩环形：活