東北大學(xué)精密儀器設(shè)計(jì)與制造課件第九章彈性元件(1)

1、Northeastern University1第九章第九章 彈性元件彈性元件 1. 1. 彈性彈性u(píng) 彈性彈性 材料受力改變形狀和尺寸，去力后恢復(fù)原狀的性質(zhì)。材料受力改變形狀和尺寸，去力后恢復(fù)原狀的性質(zhì)。u 剛體剛體 它是剛體力學(xué)的基礎(chǔ)，就在任何情況下，受力不發(fā)生變形。它是剛體力學(xué)的基礎(chǔ)，就在任何情況下，受力不發(fā)生變形。u 塑性體塑性體 變形后不恢復(fù)，即想要什么狀態(tài)就可達(dá)到什么狀態(tài)。變形后不恢復(fù)，即想要什么狀態(tài)就可達(dá)到什么狀態(tài)。9.1 9.1 概述概述Northeastern University22. 2.分類分類u按用途劃分按用途劃分力彈簧力彈簧 受力后產(chǎn)生變形，儲(chǔ)存機(jī)械能；恢復(fù)變形時(shí)，

2、釋放機(jī)械能，驅(qū)受力后產(chǎn)生變形，儲(chǔ)存機(jī)械能；恢復(fù)變形時(shí)，釋放機(jī)械能，驅(qū)使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。例如發(fā)條。使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。例如發(fā)條。測(cè)量彈簧測(cè)量彈簧 將不明顯的微小的被測(cè)參數(shù)通過(guò)彈性元件變成易測(cè)量或觀察的將不明顯的微小的被測(cè)參數(shù)通過(guò)彈性元件變成易測(cè)量或觀察的參數(shù)。對(duì)其性能要求較高，誤差不能大，它決定儀表的精度。例參數(shù)。對(duì)其性能要求較高，誤差不能大，它決定儀表的精度。例如電工儀表中的游絲。如電工儀表中的游絲。彈性聯(lián)系彈簧彈性聯(lián)系彈簧 物體與物體之間通過(guò)彈簧來(lái)聯(lián)系，例如：減振器。物體與物體之間通過(guò)彈簧來(lái)聯(lián)系，例如：減振器。9.1 9.1 概述概述Northeastern University3存儲(chǔ)和釋放能量存儲(chǔ)和釋放

3、能量吸收振動(dòng)和沖擊能量吸收振動(dòng)和沖擊能量測(cè)量力的大小測(cè)量力的大小9.1 9.1 概述概述Northeastern University4片簧片簧盤簧盤簧螺旋彈簧螺旋彈簧壓力彈簧管壓力彈簧管波紋管波紋管膜片膜片Northeastern University5u按外形劃分按外形劃分 螺旋彈簧螺旋彈簧 碟形簧碟形簧 環(huán)形簧環(huán)形簧 盤彈簧盤彈簧 板簧板簧 u 按照承受的載荷劃分按照承受的載荷劃分 壓縮彈簧壓縮彈簧 拉伸彈簧拉伸彈簧 扭轉(zhuǎn)彈簧扭轉(zhuǎn)彈簧 彎曲彈簧彎曲彈簧9.1 9.1 概述概述Northeastern University6板彈簧板彈簧 圓柱螺旋彈簧圓柱螺旋彈簧圓錐螺旋彈簧圓錐螺旋彈簧碟形

4、彈簧碟形彈簧環(huán)形彈簧環(huán)形彈簧盤彈簧盤彈簧Northeastern University7圓柱螺旋彈簧圓柱螺旋彈簧環(huán)形彈簧環(huán)形彈簧Northeastern University8材料要求材料要求除應(yīng)滿足具有較高的強(qiáng)度極限和屈服極限外，除應(yīng)滿足具有較高的強(qiáng)度極限和屈服極限外，還必須具有較高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性、塑性和還必須具有較高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性、塑性和良好的熱處理工藝性能等。良好的熱處理工藝性能等。主要彈簧材料及其使用性能主要彈簧材料及其使用性能表表20.2 20.2 實(shí)踐中應(yīng)用最廣泛的材料實(shí)踐中應(yīng)用最廣泛的材料彈簧鋼彈簧鋼，其品種又有，其品種又有碳素彈簧碳素彈簧鋼鋼、低

5、錳彈簧鋼、硅錳彈簧鋼和鉻釩鋼等。、低錳彈簧鋼、硅錳彈簧鋼和鉻釩鋼等。碳素彈簧鋼絲的抗拉強(qiáng)度極限碳素彈簧鋼絲的抗拉強(qiáng)度極限, , 表表20.320.3 3.彈簧材料彈簧材料9.1 9.1 概述概述Northeastern University971071057057057057045545534034065Mn 65Mn B B、C C、D D級(jí)級(jí)20620680800.80.8 B B(0.60.68)(0.60.68) B B0.50.5 B B(0.380.45)(0.380.45) B B(0.30.38)(0.30.38) B B碳素彈簧鋼絲碳素彈簧鋼絲B B、C C、D D級(jí)級(jí)鋼鋼絲

6、絲類類彈簧彈簧類彈簧類彈簧類類彈簧彈簧類類彈簧彈簧類彈簧類彈簧彈性彈性模量模量E/E/GPaGPa切變切變模量模量G/G/GPaGPa許用彎曲應(yīng)力許用彎曲應(yīng)力 b b /MPa/MPa許用切應(yīng)力許用切應(yīng)力 T T/ MPa/ MPa代代 號(hào)號(hào)類類別別按受力循環(huán)次數(shù)按受力循環(huán)次數(shù)N N不同，彈簧分為三類：不同，彈簧分為三類：類類N10N106 6；類類N=10N=103 310105 5以以及受沖擊載荷的場(chǎng)合；及受沖擊載荷的場(chǎng)合；類類N10N103 3。碳素彈簧鋼絲按力學(xué)性能不同分為碳素彈簧鋼絲按力學(xué)性能不同分為B B、C C、D D三級(jí)。三級(jí)。彈簧的工作極限應(yīng)力彈簧的工作極限應(yīng)力 limlim

7、：類類1.671.67 T T ；類類1.251.25 T T ；類類1.121.12 T T 。碳素鋼絲的拉伸強(qiáng)度極限查表碳素鋼絲的拉伸強(qiáng)度極限查表20.320.3，其它彈簧材料的拉伸強(qiáng)度極限可查閱，其它彈簧材料的拉伸強(qiáng)度極限可查閱有關(guān)手冊(cè)。有關(guān)手冊(cè)。表中許用切應(yīng)力值為壓縮彈簧的許用值，拉伸彈簧的許用切應(yīng)力為壓縮彈表中許用切應(yīng)力值為壓縮彈簧的許用值，拉伸彈簧的許用切應(yīng)力為壓縮彈簧的簧的80%80%。Table 20.2Table 20.29.1 9.1 概述概述Northeastern University101520152014201420122012206.06.018101810166

8、01660142014202.22.21570157014701470127012705.55.51910191017101710147014702.02.01570157014701470132013205.05.02010201017601760152015201.81.84.54.52110211018101810157015701.61.61620162015201520132013204.04.02150215018601860162016201.41.43.53.52250225019101910162016201.21.21660166015701570132013203.23.

9、22300230019601960166016601.01.01710171015701570137013703.03.02350235020102010171017100.90.91710171016201620137013702.82.82400240020102010171017100.80.81760176016601660142014202.52.52550255022002200186018600.50.5D DC CB BD DC CB B級(jí)別級(jí)別鋼絲直徑鋼絲直徑d/mmd/mm級(jí)別級(jí)別鋼絲直徑鋼絲直徑d/mmd/mm表表20.3 20.3 碳素鋼絲的抗拉強(qiáng)度下限值碳素鋼絲的抗拉

10、強(qiáng)度下限值 MPaMPa碳素彈簧鋼絲用碳素彈簧鋼絲用25258080、40Mn40Mn70Mn70Mn制造。制造。9.1 9.1 概述概述Northeastern University11材料選擇材料選擇應(yīng)考慮的因素應(yīng)考慮的因素彈簧的用途、重要程度與所受的載荷性彈簧的用途、重要程度與所受的載荷性質(zhì)、大小、循環(huán)特性、工作溫度、周圍介質(zhì)等使用條件，質(zhì)、大小、循環(huán)特性、工作溫度、周圍介質(zhì)等使用條件，以及加工、熱處理和經(jīng)濟(jì)性等，以便使選擇結(jié)果與實(shí)際要以及加工、熱處理和經(jīng)濟(jì)性等，以便使選擇結(jié)果與實(shí)際要求相吻合。求相吻合。鋼是最常用的彈簧材料。鋼是最常用的彈簧材料。當(dāng)受力較小而又要求防腐蝕、防磁等特性時(shí)，

11、可以采用當(dāng)受力較小而又要求防腐蝕、防磁等特性時(shí)，可以采用有有色金屬色金屬。此外，還有用此外，還有用非金屬材料非金屬材料制做的彈簧，如橡膠、塑料、軟制做的彈簧，如橡膠、塑料、軟木及空氣等。木及空氣等。9.1 9.1 概述概述Northeastern University12碳素彈簧鋼碳素彈簧鋼合金彈簧鋼合金彈簧鋼有色金屬合金有色金屬合金橡膠橡膠塑料塑料石英石英陶瓷陶瓷空氣空氣金金屬屬材料材料非金非金屬屬材料材料常用的彈簧材料：常用的彈簧材料：Northeastern University134、彈簧的工作原理、彈簧的工作原理 彈簧特性定義：定義： 表征彈簧載荷表征彈簧載荷F F、T T與其變形與

12、其變形L L之間關(guān)系的曲線，稱為彈簧特之間關(guān)系的曲線，稱為彈簧特性線。性線。載荷與變形載荷與變形： 對(duì)于受壓或受拉的彈簧，載荷指對(duì)于受壓或受拉的彈簧，載荷指壓力或拉力壓力或拉力，變形是指彈簧，變形是指彈簧 壓縮量或伸長(zhǎng)量；對(duì)于受扭轉(zhuǎn)的彈簧，載荷是指扭矩，變形壓縮量或伸長(zhǎng)量；對(duì)于受扭轉(zhuǎn)的彈簧，載荷是指扭矩，變形 是指是指扭角扭角。常見類型常見類型： 按照結(jié)構(gòu)型式不同，常見的彈簧特性曲線有如圖所示的四種：按照結(jié)構(gòu)型式不同，常見的彈簧特性曲線有如圖所示的四種： 9.1 9.1 概述概述Northeastern University149.1 9.1 概述概述Northeastern Universi

13、ty15 彈簧的剛度彈簧的剛度彈簧產(chǎn)生單位變形的載荷，彈簧產(chǎn)生單位變形的載荷，代表彈性元件的軟硬程度。代表彈性元件的軟硬程度。 對(duì)于拉壓彈簧 對(duì)于扭轉(zhuǎn)彈簧 其中：F - 彈簧軸向拉（壓）力； - 彈簧軸向伸長(zhǎng)量或壓縮量； T - 扭轉(zhuǎn)彈簧的扭矩； - 扭轉(zhuǎn)彈簧的扭轉(zhuǎn)角。彈簧的靈敏度彈簧的靈敏度 S S 彈性元件受單位力或力矩作用產(chǎn)生的變形量，其越大，表彈性元件受單位力或力矩作用產(chǎn)生的變形量，其越大，表示越軟，越靈敏。示越軟，越靈敏。9.1 9.1 概述概述Northeastern University16彈簧剛度與彈簧特性的關(guān)系彈簧剛度與彈簧特性的關(guān)系直線型彈簧：直線型彈簧： 特性曲線越陡，彈

14、簧剛度相應(yīng)愈大，即彈簧愈硬；反之則愈軟。剛度漸增型剛度漸增型彈簧：彈簧： 彈簧隨變形量的增大其剛度越大，且在最大或沖擊載荷作用時(shí)， 仍具有較好的緩沖減振性能，故多使用彈簧特性曲線具有該型曲線的走向。剛度漸減型剛度漸減型彈簧：彈簧： 即彈簧剛度隨變形的增大而越小。為了在沖擊動(dòng)能一定時(shí)， 獲得較小沖擊力，則應(yīng)使用具有剛度漸減型特性曲線的彈簧為宜。 9.1 9.1 概述概述Northeastern University17彈彈性誤差性誤差彈性滯后誤差彈性滯后誤差 是指在彈性范圍內(nèi)，加載與去載時(shí)特性曲線不相重合的現(xiàn)象。 彈性后效：彈性后效： 指載荷改變后，不是立刻完成相應(yīng)的變形，而是在一定時(shí)間間隔后才

15、完成。9.1 9.1 概述概述Northeastern University189.2 9.2 圓柱螺旋彈簧圓柱螺旋彈簧1. 1. 結(jié)構(gòu)、類型結(jié)構(gòu)、類型制造過(guò)程制造過(guò)程：卷繞、端面加工：卷繞、端面加工( (壓簧壓簧) )或拉鉤制作（拉簧或扭簧）、熱處理或拉鉤制作（拉簧或扭簧）、熱處理和工藝性試驗(yàn)。和工藝性試驗(yàn)。冷卷冷卷：d10 mmd10 mm熱卷熱卷：d 10 mmd 10 mm，卷制溫度：，卷制溫度：8001000 8001000 低溫回火，消除應(yīng)力低溫回火，消除應(yīng)力 淬火、回火淬火、回火彈簧由彈簧由本體本體和和端部端部組成。本體用于測(cè)量，端部用于連接。組成。本體用于測(cè)量，端部用于連接。N

16、ortheastern University19Northeastern University20壓縮彈簧在自由狀態(tài)下，各圈之間留有一定間距壓縮彈簧在自由狀態(tài)下，各圈之間留有一定間距 ，用于變形，用于變形 。 支承圈或死圈支承圈或死圈-兩端有兩端有3/45/43/45/4圈并緊，以使彈簧站立平直，這部分不參與變形。圈并緊，以使彈簧站立平直，這部分不參與變形。不磨平不磨平磨平磨平端部端部磨平磨平-重要彈簧重要彈簧端部端部不磨平不磨平- - 一般用途一般用途磨平長(zhǎng)度不小于3/4圈，端部厚度近似為d/4d/4d/4壓縮彈簧的總?cè)?shù)：壓縮彈簧的總?cè)?shù)：n n1 1 = n+(1.52.5)= n+(1

17、.52.5)為使工作平穩(wěn)，為使工作平穩(wěn)，n n1 1的尾數(shù)取的尾數(shù)取1/21/2n為有效圈數(shù)u 圓柱螺旋壓縮彈簧圓柱螺旋壓縮彈簧 9.2 9.2 圓柱螺旋彈簧圓柱螺旋彈簧Northeastern University21拉伸彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算與壓縮彈簧相同。拉伸彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算與壓縮彈簧相同。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、但彎曲應(yīng)力大。應(yīng)用于中小載荷與不重要的場(chǎng)合。特點(diǎn)：彎曲應(yīng)力小。適用于變載荷的場(chǎng)，但成本較高。改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)u 拉伸彈簧拉伸彈簧a) a) 各圈相互并緊各圈相互并緊=0=0；b) b) 制作完成后具有初拉力；制作完成后具有初拉力；c) c) 端部做有拉鉤，以便安裝和加載

18、。端部做有拉鉤，以便安裝和加載。拉鉤形式拉鉤形式：半圓鉤環(huán)型、圓鉤環(huán)型、：半圓鉤環(huán)型、圓鉤環(huán)型、 轉(zhuǎn)鉤、可調(diào)轉(zhuǎn)鉤。轉(zhuǎn)鉤、可調(diào)轉(zhuǎn)鉤。9.2 9.2 圓柱螺旋彈簧圓柱螺旋彈簧Northeastern University229.2 9.2 圓柱螺旋彈簧圓柱螺旋彈簧潘存云教授研制2 2 彈簧的特性曲線彈簧的特性曲線特性曲線特性曲線- - 載荷載荷變形曲線變形曲線壓縮彈簧的壓縮彈簧的特性曲線特性曲線Fu 壓縮彈簧的特性曲線壓縮彈簧的特性曲線F1F2FlimNortheastern University23潘存云教授研制arctgarctgk k最小工作載荷最小工作載荷: :F Fminmin=（0.1

19、0.5）Fmax最大工作載荷最大工作載荷- - F Fmaxmax在在F Fmaxmax的作用下，的作用下，maxmax 彈簧在安裝位置所受壓力，它能使彈簧可靠地穩(wěn)定在安裝位置上。極限載荷極限載荷- - F FlimlimlimEmaxmaxminmin0 0壓縮彈簧的壓縮彈簧的特性曲線特性曲線F最小變形最小變形- - minmin對(duì)應(yīng)的變形對(duì)應(yīng)的變形-maxmax極限變形極限變形- - limlim0.8n 保證不并緊彈簧剛度：彈簧剛度：彈簧勢(shì)能彈簧勢(shì)能 E E 常數(shù)minmaxminminFFk一般?。阂话闳。?F Fmaxmax 0.8 0.8F Flim lim FminFmaxFli

20、mH0自由高度自由高度H1H2HlimFminFmaxFlimNortheastern University24潘存云教授研制u拉伸彈簧的特性曲線拉伸彈簧的特性曲線Fa) a)沒有預(yù)應(yīng)力沒有預(yù)應(yīng)力 特性曲線通特性曲線通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)FminFminFmaxFmaxFlimFlimminminFminmaxmaxFmaxlimFlimNortheastern University25潘存云教授研制minminFminmaxmaxFmaxFlimlim特性曲線不通特性曲線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)。過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)。FF0F0F0b)b)有預(yù)應(yīng)力有預(yù)應(yīng)力 予應(yīng)力彈簧：予應(yīng)力彈簧： FF0, FF0, FF0,

21、 變形變形 一般彈簧：一般彈簧： F0, F0, 變形變形FminFminFmaxFmaxFlimFlim與無(wú)預(yù)應(yīng)力的彈簧相比，特點(diǎn)如下：與無(wú)預(yù)應(yīng)力的彈簧相比，特點(diǎn)如下：加工：彈簧絲在繞制同時(shí)，本身還受扭，在彈簧絲內(nèi)產(chǎn)生了予應(yīng)力。加工：彈簧絲在繞制同時(shí)，本身還受扭，在彈簧絲內(nèi)產(chǎn)生了予應(yīng)力。Northeastern University26潘存云教授研制潘存云教授研制D2/2A-ABBM=Tsin F故截面故截面B-B上的載荷可近似取為：上的載荷可近似取為： FFF”彈簧受軸向載荷彈簧受軸向載荷F時(shí)，作用在軸時(shí)，作用在軸向截面向截面A-A上的力有：上的力有：扭矩：扭矩： T=FD2/2軸向力：軸

22、向力： F 在法面在法面B-B上的力有：上的力有：橫向力橫向力: F”軸向力軸向力: F彎矩：彎矩： M=Tsin扭矩：扭矩： =5 9 sin 0, cos 1扭矩：扭矩： T=FD2/2FT d B-BAA=Fcos=FsinTT=Tcos橫向力：橫向力：F3、彈簧受載時(shí)的應(yīng)力與變形、彈簧受載時(shí)的應(yīng)力與變形u 簧絲受力分析簧絲受力分析TFT=Tcos Northeastern University27潘存云教授研制FT22FDTF扭矩：剪切力：截面受力：截面受力：剪切應(yīng)力：剪切應(yīng)力：T T u 彈簧的應(yīng)力彈簧的應(yīng)力扭切應(yīng)力：扭切應(yīng)力：232218DddFD24dFF23248dFdFDFT

23、TTWT16232dDFD2 /2彈彈簧簧軸軸線線 d TF FD2 /2彈彈簧簧軸軸線線 d F合成應(yīng)力：合成應(yīng)力：D2 /2彈彈簧簧軸軸線線 d F F F F FT TdDC2令CdFC5 .0182328dFDNortheastern University28潘存云教授研制C-旋繞比，或彈簧指數(shù)。旋繞比，或彈簧指數(shù)。dF F F F dKKT T未考慮簧絲曲率的應(yīng)力 由于由于0.5/C遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于1，故由，故由F引起的剪切應(yīng)力可忽略。引起的剪切應(yīng)力可忽略。 若考慮螺旋升角和簧絲曲率若考慮螺旋升角和簧絲曲率對(duì)應(yīng)力集中的影響，實(shí)際應(yīng)力對(duì)應(yīng)力集中的影響，實(shí)際應(yīng)力分布與理論分析有差別。分布與理

24、論分析有差別。2285 .018dFCCdFC28dFCD(min) 0.20.4 0.451 1.12.2 2.56 716 1842 C=D2/d 714 512 510 49 48 46表表16-6 常用旋繞比常用旋繞比C 實(shí)踐證明：彈簧內(nèi)側(cè)實(shí)踐證明：彈簧內(nèi)側(cè)m點(diǎn)最容點(diǎn)最容易產(chǎn)生破壞。易產(chǎn)生破壞。mmNortheastern University29潘存云教授研制1.61.51.41.31.21.11.0C=D2 /d補(bǔ)償系數(shù)補(bǔ)償系數(shù)K3 4 5 6 7 82010121416918-彈簧的補(bǔ)償系數(shù)彈簧的補(bǔ)償系數(shù) 強(qiáng)度條件：強(qiáng)度條件：82dFCKCCCK615.04414:其中設(shè)計(jì)公式：

25、設(shè)計(jì)公式：6.1KFCd 其值可直接查表下表可得引入引入系數(shù)系數(shù)K來(lái)補(bǔ)償螺旋升角和簧絲曲率的影響，得：來(lái)補(bǔ)償螺旋升角和簧絲曲率的影響，得：Northeastern University30潘存云教授研制潘存云教授研制4、彈簧的變形、彈簧的變形dttdsdGFDd0042284328GdnFDFk在軸向載荷的作用下，彈簧產(chǎn)生軸向變形，取微段分析D2/2微段軸向變形量微段軸向變形量d：C k對(duì)加工影響：對(duì)加工影響：C C值過(guò)小值過(guò)小 制造困難，內(nèi)側(cè)應(yīng)力制造困難，內(nèi)側(cè)應(yīng)力；對(duì)工作影響：對(duì)工作影響：C C值過(guò)大值過(guò)大 彈簧易失穩(wěn)、顫動(dòng)常用值：彈簧易失穩(wěn)、顫動(dòng)常用值：C=58 C=58 。dD2F422

26、8dGdsFDGdnFC38nDGd3248nCGd38n為有效圈數(shù)G-材料的切變模量：根據(jù)材料力學(xué)有關(guān)圓柱螺旋彈簧變形的計(jì)算公式dsOTTOF鋼：鋼：G=8104 Mpa, 青銅：青銅：G=4104 Mpa dDd22Northeastern University31潘存云教授研制彈簧的最大變形量：彈簧的最大變形量：1）對(duì)于壓縮彈簧和無(wú)預(yù)應(yīng)力拉伸彈簧：）對(duì)于壓縮彈簧和無(wú)預(yù)應(yīng)力拉伸彈簧：GdnCF3maxmax82）對(duì)于有預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧：）對(duì)于有預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧： GdnCFF30maxmax)(8 拉伸彈簧的初拉力取決于拉伸彈簧的初拉力取決于材料、簧絲直徑、旋繞比和材料、簧絲直徑、旋繞比和

27、加工方法?？砂从覉D選取。加工方法。可按右圖選取。C=DC=D2 2/d /d 3 4 5 6 7 8 9 10 11 123 4 5 6 7 8 9 10 11 1222022020020018018016016014014012012010010080806060404020200 00初拉應(yīng)力初拉應(yīng)力 20308KDdF初拉力的計(jì)算：初拉力的計(jì)算： Northeastern University325 5、彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算步驟、彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算步驟設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：有足夠的強(qiáng)度有足夠的強(qiáng)度符合符合載荷載荷-變形變形曲線的要求曲線的要求（剛度要求）（剛度要求）不發(fā)生側(cè)彎不發(fā)生側(cè)彎( (失穩(wěn)失穩(wěn))

28、)已知條件：已知條件：最大工作載荷最大工作載荷Fmax和相應(yīng)的變形和相應(yīng)的變形maxmax，其其 它要求（如工作溫度、安裝空間的限制等）它要求（如工作溫度、安裝空間的限制等）計(jì)算步驟：計(jì)算步驟：1)1)選擇彈簧材料及結(jié)構(gòu)形式；選擇彈簧材料及結(jié)構(gòu)形式；3)3)根據(jù)安裝空間初設(shè)彈簧中徑根據(jù)安裝空間初設(shè)彈簧中徑D，由，由C值估取彈簧絲值估取彈簧絲 直徑直徑d，并查取彈簧絲的許用應(yīng)力；，并查取彈簧絲的許用應(yīng)力；4)4)試算簧絲直徑：試算簧絲直徑：2) 選擇旋繞比選擇旋繞比C，通常可取，通?？扇 5 8，并算出補(bǔ)償系，并算出補(bǔ)償系 數(shù)數(shù)K值；值； KCFdmax6.1Northeastern Univ

29、ersity335)5) 根據(jù)變形條件求出彈簧工作圈數(shù)：根據(jù)變形條件求出彈簧工作圈數(shù)：對(duì)于有預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧：對(duì)于有預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧：對(duì)于壓縮彈簧或無(wú)預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧：對(duì)于壓縮彈簧或無(wú)預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧： max30max)(8CFFGdnmax3max8CFGdn 6) 檢查檢查D2、D1、H0是否符合安裝要求等是否符合安裝要求等; 7)7) 驗(yàn)算：驗(yàn)算： 強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算Northeastern University349.3 9.3 片簧片簧1 1、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用 片簧是用帶材或板材制成的各種片狀的彈簧。片簧是用帶材或板材制成的各種片狀的彈簧。 工作時(shí)，一端固定，另外一段在負(fù)荷作用

30、平面內(nèi)產(chǎn)生變形。工作時(shí)，一端固定，另外一段在負(fù)荷作用平面內(nèi)產(chǎn)生變形。例如：例如：Northeastern University35 直片簧的結(jié)構(gòu)雙螺釘固定雙螺釘固定防轉(zhuǎn)防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)防轉(zhuǎn)Northeastern University369.4 9.4 游絲游絲結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 游絲是用金屬薄帶制成的具有阿基米德羅縣形狀的彈性元件。游絲是用金屬薄帶制成的具有阿基米德羅縣形狀的彈性元件。固定方式固定方式 內(nèi)端固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，外端固定在基體上。內(nèi)端固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，外端固定在基體上。游絲扭緊時(shí)，靠固定端的一邊外徑大小不變，間距也變化較小，而在與固游絲扭緊時(shí)，靠固定端的一邊外徑大小不變，間距也變化較小，而在與固定端相對(duì)的一邊外徑則將縮小，間距也減小，工作轉(zhuǎn)角大時(shí)，可能出現(xiàn)貼定端相對(duì)的一邊外徑則將縮小，間距也減小，工作轉(zhuǎn)角大時(shí)，可能出現(xiàn)貼圈現(xiàn)象。圈現(xiàn)象。Northeastern University37 接觸游絲主要用于百分表、壓力表等儀表中。接觸游絲主要用于百分表、壓力表等儀表中。在這些儀表的指針軸上施加單方向的游絲力矩，使齒輪、杠桿傳在這些儀表的指針軸上施加單方向的游絲力矩，使齒輪、杠桿