目的要求掌握彈簧的功用和種類

1、1目的要求：掌握彈簧的功用和種類，掌握?qǐng)A柱螺旋彈簧 的結(jié)構(gòu)、材料和制造，了解彈簧的設(shè)計(jì)和強(qiáng) 度計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)：彈簧的功用和種類，掌握?qǐng)A柱螺旋彈簧的結(jié) 構(gòu)、材料和制造教學(xué)難點(diǎn)：彈簧的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算。教學(xué)內(nèi)容：概述、彈簧的結(jié)構(gòu)、材料和制造，各種彈簧 的設(shè)計(jì)計(jì)算。第十二章 彈 簧 2第十二章 彈 簧121 概 述 3一、彈簧的功用（1）控制機(jī)構(gòu)的位置和運(yùn)動(dòng)（2）緩沖及吸振（3）儲(chǔ)存能量（4）測量力和力矩 按照性質(zhì)不同可分為：壓縮彈簧、拉伸彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧按外形不同又可分為：螺旋彈簧、碟形簧、環(huán)形簧、盤彈簧和板簧 二、彈簧的類型三、彈簧的工作原理1、彈簧特性線和剛度4板彈簧 圓柱螺旋彈簧圓錐螺

2、旋彈簧碟形彈簧環(huán)形彈簧盤彈簧5彈簧特性線表示彈簧載何與變形量之間的關(guān)系曲線彈簧的剛度彈簧的載荷變化量與變形變化量之比，以k表示 拉壓彈簧 扭轉(zhuǎn)彈簧 ddFk ddTk彈簧特性線呈直線的，其剛度為常數(shù)，稱為定剛度彈簧；當(dāng)特性線呈折線或曲線時(shí)，其剛度是變化的，稱為變剛度彈簧。 常見彈簧的種類及特性曲線 62、變形能加載過程中彈簧所吸收的能量稱為變形能對(duì)于拉、壓彈簧 對(duì)于扭轉(zhuǎn)彈簧 0 d)(FU0 d )(TU加載與卸載特性線所包圍的面積即代表消耗的能量U0，U0越大，說明彈簧的吸振能力越強(qiáng)。U0與U之比值稱為阻尼系數(shù)。 7122 圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)、制造及材料 1、壓縮彈簧 彈簧兩端的端面圈與鄰圈

3、并緊，不參與彈簧變形，只起支承的作用，俗稱死圈。一、圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)82、拉伸彈簧如圖，圓柱螺旋拉伸彈簧不受外力的自由狀態(tài)，此時(shí)彈簧各圈應(yīng)互相并攏。拉伸彈簧分無初拉力和有初拉力兩種。拉伸彈簧的端部結(jié)構(gòu)形式9彈簧的卷制方法有冷卷法和熱卷法 二、圓柱螺旋彈簧的制造要求彈簧材料應(yīng)具有高的彈性極限和疲勞極限，足夠的韌性和塑性，良好的熱處理性能。常用的彈簧材料有：碳素彈簧鋼（如60、75、65Mn等）、硅錳彈簧鋼（如60Si2MnA）、鉻釩彈簧鋼（如50Cr-VA）、不銹鋼（如1Cr18Ni9）及青銅（如QBe2）等。三、圓柱螺旋彈簧的材料及許用應(yīng)力彈簧材料的許用應(yīng)力與彈簧的受載循環(huán)次數(shù)有關(guān)1、彈簧的

4、材料2、彈簧的許用應(yīng)力10123 圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、彈簧特性線 預(yù)緊力F1稱為彈簧的最小載荷。Fmax為彈簧所承受的最大工作載荷，此時(shí)，彈簧高度壓縮到H2，相應(yīng)變形為max，該時(shí)刻彈簧各圈之間仍應(yīng)保留1的間隙，欲稱余隙。 F3為彈簧的極限載荷。max與1之差或H2與H1之差，稱為彈簧的工作行程0 11二、基本參數(shù)及其選擇dDC2圓柱螺旋彈簧的主要參數(shù)有： 彈簧絲直徑d、彈簧圈外徑D、內(nèi)徑D1、中徑D2、彈簧節(jié)距p和螺旋升角、彈簧指數(shù)C（旋繞比）三、圓柱螺旋拉壓彈簧的強(qiáng)度計(jì)算1、彈簧受力當(dāng)壓縮彈簧承受軸向載荷F的作用時(shí)，鋼絲剖面A-A上作用著橫向力F和扭矩T，A-A剖面呈橢

5、圓形，現(xiàn)取垂直于鋼絲軸線的剖面B-B。12K曲度系數(shù)2、彈簧應(yīng)力壓縮彈簧最大切應(yīng)力2max8dCFKCCCK615. 04414四、彈簧的剛度計(jì)算1、彈簧的變形GdFCGdnFD3432882、彈簧剛度和圈數(shù) 3、彈簧的穩(wěn)定性驗(yàn)算 nCGdFk38kCGdFCdGn3388壓縮彈簧的自由高度H0與中徑D2之比稱為長細(xì)比，以b表示20DHb 13當(dāng)彈簧兩端固定時(shí)，b5.3；當(dāng)彈簧一端固定，一端可轉(zhuǎn)時(shí)，b3.7；當(dāng)彈簧兩端都可轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，b2.6。 Fc=CBkH0 Fc臨界穩(wěn)定載荷 CB不穩(wěn)定系數(shù) k 彈簧剛度為保證彈簧的穩(wěn)定性必須滿足Fc(22.5)Fmax 若長細(xì)比不滿足要求，結(jié)構(gòu)上又不允許加裝

6、導(dǎo)桿或?qū)祝瑒t必須進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算其臨界穩(wěn)定載荷14124 圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的結(jié)構(gòu)及特性曲線 扭轉(zhuǎn)彈簧的特性如左圖，呈螺旋形，兩端帶有桿臂或掛鉤，自由狀態(tài)下，各彈簧圈間留有少量間隙。扭轉(zhuǎn)彈簧的特性線見右圖。 15二、圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 扭轉(zhuǎn)彈簧曲度系數(shù) KbbWTKWMKmaxmax 圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧鋼絲剖面中的應(yīng)力，可近似地看作彎曲梁進(jìn)行計(jì)算最大扭轉(zhuǎn)角 4414CCK3max 1 . 0bTKd扭轉(zhuǎn)剛度 EInDT2maxmax工作圈數(shù)nDEITk2maxmax22maxmaxDkEIDTEIn16125 其它類型彈簧簡介 平面蝸卷形盤簧又稱蝸卷簧，它的結(jié)構(gòu)是按阿基米德螺線形成的，如左圖。平面蝸卷形盤簧特性曲線如右圖 一、平面蝸卷形盤簧17環(huán)形彈簧是由若干具有配合錐面的內(nèi)、外圓環(huán)相互疊合而組成的一種壓縮彈簧，如左圖。二、環(huán)形彈簧環(huán)形彈簧的特性曲線圖