工業(yè)設(shè)計機械基礎(chǔ)第十章新課件

大家好彈簧概述彈簧是一種彈性元件，它可以在載荷作用下產(chǎn)生較大的彈性變形。彈簧的功用控制機構(gòu)的運動，如制動器、離合器中的控制彈簧，內(nèi)燃機氣缸的閥門彈簧等減振和緩沖，如汽車、火車車廂下的減振彈簧，以及各種緩沖器用的彈簧等。儲存及輸出能量，如鐘表彈簧、槍閂彈簧等。測量力的大小，如測力器和彈簧秤中的彈簧等彈簧的分類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、彎曲彈簧按照彈簧的形狀不同，彈簧可分為：

螺旋彈簧、環(huán)形彈簧、碟形彈簧、板簧和盤簧等

螺旋彈簧是用彈簧絲卷繞制成的，由于制造簡便，所以應(yīng)用最廣。在一般機械中，最常用的是圓柱螺旋彈簧。

彈簧的分類圓柱螺旋拉伸彈簧圓柱螺旋壓縮彈簧圓柱螺旋彈簧的制造螺旋彈簧的制造工藝包括：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。彈簧的材料為了使彈簧能夠可靠地工作，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，以及良好的可熱處理性。常用彈簧鋼

碳素彈簧鋼(如65、70鋼)：價格便宜、來源方便，但彈性極限低；低錳彈簧鋼(如65Mn)：淬透性好、強度較高，淬火后易產(chǎn)生裂紋；硅錳彈簧鋼(如60Si2MnA)：彈性極限高，回火穩(wěn)定性好，力學(xué)性能良好；鉻釩鋼(如50CrVA)：耐疲勞和抗沖擊性能好，價格貴，用于要求高的場合。彈簧材料選擇選擇彈簧材料時，應(yīng)考慮其用途、使用條件(載荷性質(zhì)、大小及循環(huán)特性、工作持續(xù)時間、工作溫度等)以及加工、熱處理和經(jīng)濟性等因素。圓柱螺旋壓縮(拉伸)彈簧的幾何參數(shù)普通圓柱螺旋彈簧的主要幾何尺寸：外徑D、中徑D2

、內(nèi)徑D1、節(jié)距p、螺旋升角、彈簧絲直徑d。特性曲線彈簧應(yīng)具有經(jīng)久不變的彈性。在設(shè)計彈簧時，應(yīng)使其工作應(yīng)力在彈性極限范圍內(nèi)。表示彈簧載荷和變形的關(guān)系曲線稱為特性曲線。彈簧的特性曲線作為檢驗和試驗時的依據(jù)之一，通常應(yīng)繪制在彈簧的工作圖中。特性曲線最小載荷卸載特性曲線極限載荷最大載荷圓柱螺旋壓縮(拉伸)彈簧的設(shè)計計算設(shè)計方法和步驟:根據(jù)工作情況及具體條件選定材料；選擇旋繞比C，通常可取C≈5~8，并算出補償系數(shù)K值；根據(jù)安裝空間初設(shè)彈簧中徑D，由C值估取彈簧絲直徑d，并查取彈簧絲的許用應(yīng)力；試算彈簧絲直徑d′根據(jù)變形條件求出彈簧工作圈數(shù)；檢查D2、D1、H0是否符合安裝要求等;驗算：彈簧工作圈數(shù)對于有預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧對于壓縮彈簧或無預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧拉伸彈簧的強度驗算拉、壓彈簧振動驗算壓縮彈簧穩(wěn)定性驗算圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計計算扭轉(zhuǎn)彈簧主要用于壓緊、儲能或傳遞扭矩。圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的結(jié)構(gòu)圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的結(jié)構(gòu)圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計計算圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的特性曲線扭轉(zhuǎn)彈簧的特性曲線圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧受載時的應(yīng)力及變形圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧工作時，彈簧絲主要承受彎曲應(yīng)力作用。圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧受載時的應(yīng)力及變形圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計計算圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計已知彈簧的最大載荷、最大變形、以及結(jié)構(gòu)要求，包括安裝空間對彈簧尺寸的限制等。確定彈簧絲直徑、彈簧中徑、工作圈數(shù)、彈簧的螺旋升角和長度等。圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計計算設(shè)計方法和步驟:1)根據(jù)工作情況及具體條件選定材料及許用應(yīng)力；2)選擇旋繞比C，并算出補償系數(shù)K1值；3)試算彈簧絲直徑d′4)根據(jù)變形條件求出彈簧工作圈數(shù)：5）計算彈簧絲長度：檢查各尺寸是否合適；其它彈簧碟形彈簧環(huán)形彈簧板簧渦卷彈簧導(dǎo)軌概述導(dǎo)軌用于保證零件或部件按規(guī)定的方向運動。按照運動方向可分為：直線導(dǎo)軌、螺旋導(dǎo)軌按照摩擦性質(zhì)可以分為：滑動摩擦導(dǎo)軌、滾動摩擦導(dǎo)軌導(dǎo)軌副的組成導(dǎo)軌副主要由承導(dǎo)件和運動件組成。導(dǎo)軌的設(shè)計要求導(dǎo)向精度精度保持性運動靈敏度和定位精度運動平穩(wěn)性抗振性與穩(wěn)定性剛度結(jié)構(gòu)工藝性導(dǎo)軌設(shè)計的主要內(nèi)容

設(shè)計導(dǎo)軌應(yīng)包括下列幾方面內(nèi)容：

1.根據(jù)工作條件，選擇合適的導(dǎo)軌類型。

2.選擇導(dǎo)軌的截面形狀，以保證導(dǎo)向精度。

3.選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)軌結(jié)構(gòu)及尺寸，使其在給定的載荷及工作溫度范圍內(nèi)，有足夠的剛度，良好的耐磨性，以及運動輕便和平穩(wěn)。

4.選擇導(dǎo)軌的補償及調(diào)整裝置，經(jīng)長期使用后，通過調(diào)整能保持需要的導(dǎo)向精度。

5.選擇合理的潤滑方法和防護裝置，使導(dǎo)軌有良好的工作條件，以減少摩擦和磨損。

6.制訂保證導(dǎo)軌所必須的技術(shù)條件，如選擇適當(dāng)?shù)牟牧希约盁崽幚?、精加工和測量方法等。

滑動導(dǎo)軌常用導(dǎo)軌組合形式

三角形和矩形組合：這種組合形式以三角導(dǎo)軌為導(dǎo)向面，導(dǎo)向精度較高，而平導(dǎo)軌的工藝性好，因此應(yīng)用最廣。常用導(dǎo)軌組合形式矩形和矩形組合：承載面和導(dǎo)向面分開，因而制造和調(diào)整簡單。導(dǎo)向面的間隙用鑲條調(diào)整，接觸剛度低。常用導(dǎo)軌組合形式雙三角形導(dǎo)軌：由于采用對稱結(jié)構(gòu)，兩條導(dǎo)軌磨損均勻，磨損后對稱位置位置不變，故加工精度影響小。接觸剛度好，導(dǎo)向精度高，但工藝性差，四個表面刮削或磨削也難以完全接觸，如果運動部件熱變形不同，也不能保證四個面同時接觸，故不宜用在溫度變化大的場合。間隙調(diào)整為保證導(dǎo)軌正常工作，導(dǎo)軌滑動表面之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g隙。間隙調(diào)整矩形導(dǎo)軌需要在垂直和水平兩個方向上調(diào)整間隙。在垂直方向上，一般采用下壓板調(diào)整它的底面間隙，其方法有：

1、刮研或配磨下壓板的結(jié)合面；

2、用螺釘調(diào)整鑲條位置；

3、改變墊片的片數(shù)或厚度

間隙調(diào)整在水平方向上，常用平鑲條或斜鑲條調(diào)整它的側(cè)面間隙。夾緊裝置

有些導(dǎo)軌（如非水平放置的導(dǎo)軌）在移動之后要求將它的位置固定，因而要用專用的鎖（夾）緊裝置。常用的鎖緊方式有機械鎖緊和液壓鎖緊。提高耐磨性措施

選擇合理的比壓選擇合適材料熱處理潤滑和防護滾動導(dǎo)軌

在承導(dǎo)件和運動件之間放入一些滾動體（滾珠、滾柱或滾針），使相配的兩個導(dǎo)軌面不直接接觸的導(dǎo)軌，稱為滾動導(dǎo)軌。滾動導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌的特點是摩擦阻力小，運動輕便靈活；磨損小，能長期保持精度；動、靜摩擦系數(shù)差別小，低速時不易出現(xiàn)“爬行”現(xiàn)象，故運動均勻平穩(wěn)。