第二节 一、弹簧的材料 二、弹簧的许用应力 三、弹簧的制造
弹簧的材料和许用应力
一、弹簧的材料 1.碳素弹簧钢丝 2.琴钢丝 3.合金弹簧钢丝 4.有色金属合金
表13-1
常用弹簧材料的许用应力(摘自GB/T1239.6—1992)(MPa)
表13-2
(MPa)
第三节
圆柱形螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算
第十三章 第一节 弹簧的功用和类型 第二节 弹簧的材料和许用应力 第三节 圆柱形螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算
第一节 一、弹簧的功用 二、弹簧的类型
弹簧的功用和类型
一、弹簧的功用 (1) 控制运动 弹簧等。 (3) 储存或输出能量 (4) 测量力和力矩 如钟表弹簧(图13-1c)、仪器弹簧等。 如测力器和弹簧秤中的弹簧(图13-1d)等。 如内燃机的阀门弹簧，离合器弹簧(图13-1a)等。
五、圆柱压缩(拉伸)弹簧的设计计算步骤
1) 分析载荷类型，选择材料，确定许用切应力［τ］。 2) 初定弹簧丝的直径d(表13-4)或初选旋绕比C(表13-5)。 3) 由式(13-6)强度条件计算弹簧丝直径。 4) 由式(13-8)的刚度条件计算有效圈数。 5) 绘出弹簧的特性曲线和工作图。
例13-1 试设计一控制阀门用圆柱螺旋压缩弹簧。已知：弹簧最 大安装空间H=65mm，弹簧工作时的最小载荷F1=250N，最大载 荷F2=600N，弹簧的工作行程h=10mm，载荷有冲击，要求弹簧的 最大外径尺寸D≤50mm，端部并紧磨平。
三、弹簧的特性曲线和刚度 1) 弹簧所受载荷F和变形量f之间的关系曲线，称为弹簧特性曲 线(图13-5)。 2) 弹簧的刚度是指使弹簧产生单位变形量所需要的载荷，用c 表示。
图13-5 拉伸(压缩)弹簧的特性曲线 a)压缩弹簧 b)拉伸弹簧
图13-6 弹簧刚度 a—定刚度型 b—渐增型 c—渐减型
图13-4
圆柱拉伸弹簧挂钩形式
二、圆柱螺旋弹簧的结构尺寸
表13-3 圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的几何参数及结构尺寸计算公式(mm)
表13-3
圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的几何参源自及结构尺寸计算公式(mm)表13-4
普通圆柱弹簧的尺寸系列(摘自GB/T1358—1993)
表13-4
普通圆柱弹簧的尺寸系列(摘自GB/T1358—1993)
图13-9 弹簧工作图
四、圆柱螺旋弹簧的设计计算 1.强度计算 2.刚度计算 3.圆柱螺旋压缩弹簧的稳定性
a)压簧受力状况 b)
图13-7 压簧的应力分析 c) d) = + e)弹簧丝内侧的最大切应力τ
图13-8 压簧的稳定性分析 a)弹簧失稳 b)增加导杆 c)增加导套
表13-5
旋绕比C的荐用值
表13-6
导杆(导套)与弹簧之间的间隙(mm)
(2) 缓和冲击和减轻振动 如车辆中的减振弹簧(图13-1b)，缓冲
图13-1 弹簧的应用 a) 离心离合器 b) 汽车减振弹簧 c) 钟表发条 d) 弹簧秤
二、弹簧的类型
图13-2 弹簧的类型 a) 螺旋拉簧 b) 螺旋压簧 c) 圆锥螺旋压簧 d) 扭簧 e) 板弹簧 f) 碟形弹簧 g) 环形弹簧 h) 盘簧 i) 空气弹簧 j) 橡胶弹簧
一、圆柱螺旋弹簧的结构形式 二、圆柱螺旋弹簧的结构尺寸 三、弹簧的特性曲线和刚度 四、圆柱螺旋弹簧的设计计算 五、圆柱压缩(拉伸)弹簧的设计计算步骤
一、圆柱螺旋弹簧的结构形式 1.圆柱形螺旋压缩弹簧 2.圆柱螺旋拉伸弹簧
图13-3 圆柱螺旋压缩弹簧 a)圆柱压缩弹簧的结构 b)两端圈并紧且磨平 c)两端圈并紧不磨平 d)端圈不并紧 e)两端圈制扁并紧磨平(或不磨平)