彈簧的類型和應(yīng)用

1、第1頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三14.1 彈簧的類型和應(yīng)用14.2 圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu) 形式材料及制造14.3 圓柱螺旋彈簧的特性曲線 主要參數(shù)及幾何尺寸計算彈簧第14章 彈 簧第2頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三14.1 彈簧的類型和應(yīng)用一、彈簧的功用 緩沖和吸振 測量力和力矩 控制機構(gòu)的運動 貯存和輸出能量 車輛的緩沖彈簧 彈簧秤 第3頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三14.1 彈簧的類型和應(yīng)用二、彈簧的類型按照所承受的載荷不同，彈簧可以分為：拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧 等，常見的彈簧如下：拉伸彈簧 圓截

2、面壓縮彈簧變節(jié)距壓縮彈簧 圓錐螺旋彈簧 碟形彈簧 渦卷彈簧 環(huán)形彈簧 扭轉(zhuǎn)彈簧 渦卷彈簧 板簧 第4頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三14.1 彈簧的類型和應(yīng)用拉伸彈簧 圓截面壓縮彈簧 這兩種彈簧剛度穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，應(yīng)用最為廣泛 第5頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三14.1 彈簧的類型和應(yīng)用緩沖及減振能力較強，制造及維護方便。主要用于重型機械的緩沖和減振裝置 碟形彈簧 渦卷彈簧 此種彈簧能儲存較大的能量，常用于鐘表及儀表中的動力裝置 第6頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三14.1 彈簧的類型和應(yīng)用環(huán)形彈簧 可承受較大

3、的壓力，緩沖能力很強，常用于重型設(shè)備的緩沖裝置 第7頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三14.1 彈簧的類型和應(yīng)用扭轉(zhuǎn)彈簧 結(jié)構(gòu)簡單，主要用于各種機械裝置中的壓緊和儲能 第8頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三14.1 彈簧的類型和應(yīng)用板簧 此種彈簧變形大、吸振能力強，主要用于各種車輛的緩沖和減振裝置 第9頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三14.2 圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)形式、材料及制造 一、圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)形式 在重要的場合下，應(yīng)采用兩端圈并緊并磨平的Y型端部結(jié)構(gòu)，以保證彈簧軸線與支承面垂直，從而使彈簧受壓時不致歪斜。Y型則主要用于

4、彈簧直徑較大的次要場合 1、圓柱形壓縮螺旋彈簧端部的結(jié)構(gòu)形式第10頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三2、圓柱形拉伸彈簧端部的結(jié)構(gòu)形式圓柱螺旋拉伸彈簧在自由狀態(tài)下各圈相互并攏，即間距等于零。為了便于安裝和加載，在其端部制有鉤環(huán)，L、L型的鉤環(huán)由彈簧直接彎曲而成，這種彈簧主要用于彈簧絲直徑d10mm的不重要場合；L型與L型的掛鉤不與彈簧絲聯(lián)成一體，掛鉤可任意轉(zhuǎn)動。在受力較大的場合，最好采用L型鉤環(huán)，但其價格較貴。 14.2 圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)形式、材料及制造 第11頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三二、彈簧的材料及許用應(yīng)力 14.2 圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)形

5、式、材料及制造 為了使彈簧能可靠地工作，彈簧材料必須具有高的彈性極限和疲勞極限，同時應(yīng)具有足夠的韌性和塑性，以及良好的熱處理性。常用的彈簧材料有碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、彈簧用不銹鋼和有色金屬合金等 卷制掛鉤的制作或端面圈的精加工熱處理工藝試驗及強壓處理。 螺旋彈簧的制造工藝包括：三、彈簧的制造 第12頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三14.3 圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數(shù)及幾何尺寸計算 一、圓柱螺旋彈簧的特性曲線表示載荷與相應(yīng)變形之間關(guān)系的曲線稱為彈簧的特性曲線下圖為圓柱形等節(jié)距拉伸螺旋彈簧及其特性線 1與2之差稱為彈簧的工作行程Flim為彈簧的極限工作載荷，在它的作

6、用下彈簧絲內(nèi)的應(yīng)力達到了彈簧材料的屈服極限。彈簧的最小工作載荷通常取為最大工作載荷通常取在彈性極限范圍內(nèi)，等節(jié)距的圓柱螺旋彈簧的特性曲線為一直線，則有k為彈簧的剛度 第13頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三14.3 圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數(shù)及幾何尺寸計算 右圖為圓柱形等節(jié)距壓縮螺旋彈簧及其特性線第14頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三14.3 圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數(shù)及幾何尺寸計算 二、圓柱螺旋彈簧的幾何尺寸 中徑 D外徑D2內(nèi)徑D1節(jié)距p螺旋升角彈簧絲直徑d圈數(shù)n旋繞比C 主要參數(shù)：彈簧剛度和旋繞比是彈簧的兩個重要參數(shù)。在彈簧絲直徑

7、d和其他條件相同的情況下，旋繞比C越小，彈簧剛度k越大，彈簧越硬，彈簧的卷制越困難；相反旋繞比C取得過小，則彈簧剛度過小，工作時容易顫動 第15頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三14.3 圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數(shù)及幾何尺寸計算 二、圓柱螺旋彈簧的幾何尺寸 C值的常用范圍C=510。設(shè)計時可根據(jù)彈簧絲的直徑選取，如表下所示。d/mm0.20.40.51.01.22.02.56.07.01618CD/d714512510494846彈簧的工作圈數(shù)n等于總?cè)?shù)n1減去支撐圈數(shù)nz。為使彈簧具有穩(wěn)定的工作性能，應(yīng)使彈簧的有效圈數(shù)大于等于2，支撐圈的圈數(shù)一般為1.5、2、2.5。為使彈簧工作平穩(wěn)，總?cè)?shù)最好為0.5的倍數(shù) 第16頁，共18頁，2022年，5月20日，9點42分，星期三14.3 圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數(shù)及幾何尺寸計算 幾何尺寸計算幾何尺寸壓縮彈簧拉伸彈簧簧絲直徑 d由強度設(shè)計計算確定彈簧外徑DDD2d彈簧中徑D2D2Cd彈簧內(nèi)徑D1DD2d間距=td=0節(jié)距tt=+d+max/n=D2/3D2/2t=d螺旋升角 =arctan t/D2（對壓縮彈簧 59 ）工作圈數(shù)n由剛度計算決定彈簧總?cè)?shù)n1n1=n+(1.52.5)n1=n彈簧自由高度H0兩端并緊磨平(Y型)H0=nt+(n1-n-0.5)d兩端并緊磨平(Y型