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1、圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算第十四章第十四章 弹簧弹簧圆柱螺旋弹簧的材料和制造圆柱螺旋弹簧的材料和制造 思索与练习思索与练习弹簧的功用和类型弹簧的功用和类型弹簧的功用和类型1弹簧的功用 弹簧是一种弹性的元件,它具有刚度小、变形大、在载荷作用下易产生较大弹性变形等特点,在各类机械中应用特别广泛。2弹簧的分类按弹簧承受的载荷分:拉伸弹簧压缩弹簧扭转弹簧弯曲弹簧依据弹簧的形态分:螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕制成的,由于制造简便,所以应用最广。在一般机械中,最常用的是圆柱螺旋弹簧。弹簧的主要功用有:限制机构的运动、缓冲和减振、储存能量、测力以及变更机器的自振频率等。螺旋弹簧碟形弹簧板
2、簧盘簧异型弹簧环形弹簧各类弹簧 其它弹簧其它类型弹簧碟形弹簧环形弹簧板簧涡卷弹簧弹簧的功用和类型圆柱螺旋弹簧的材料和制造一、圆柱螺旋弹簧的结构形式圆柱螺旋压缩弹簧 圆柱螺旋拉伸弹簧二、圆柱螺旋弹簧的制造卷制挂钩的制作或端面圈的精加工热处理工艺试验及强压处理。螺旋弹簧的制造工艺包括:三、弹簧的材料及许用应力为了使弹簧能够牢靠地工作,弹簧材料必需具有高的弹性极限和疲惫极限,同时应具有足够的韧性和塑性,以及良好的可热处理性。1常用弹簧钢 2材料选择选择弹簧材料时,应考虑其用途、运用条件(载荷性质、大小及循环特性、工作持续时间、工作温度等)以及加工、热处理和经济性等因素。碳素弹簧钢(如65、70钢):
3、价格便宜、来源便利,但弹性极限低;低锰弹簧钢(如65Mn):淬透性好、强度较高,淬火后易产生裂纹;硅锰弹簧钢(如60Si2MnA):弹性极限高,回火稳定性好,力学性能良好;铬钒钢(如50CrVA):耐疲惫和抗冲击性能好,价格贵,用于要求高的场合。圆柱螺旋弹簧的材料和制造一、几何参数计算圆柱螺旋弹簧的设计计算一般圆柱螺旋弹簧的主要几何尺寸:外径D 2、中径D、内径D1、节距p、螺旋升角、弹簧丝直径d。压缩弹簧拉伸弹簧 三、圆柱螺旋弹簧受载时的应力及变形 圆柱螺旋弹簧受压或受拉时,弹簧丝的截面上主要受到横向剪力和扭矩。下面以压缩弹簧承受轴向载荷的状况进行分析。二、特性曲线 弹簧应具有经久不变的弹性
4、。在设计弹簧时,应使其工作应力在弹性极限范围内。表示弹簧载荷和变形的关系曲线称为特性曲线。弹簧的特性曲线作为检验和试验时的依据之一,通常应绘制在弹簧的工作图中。压缩弹簧特性曲线 弹簧的受力分析 弹簧丝的应力分析 弹簧的变形与刚度分析 圆柱螺旋弹簧的设计计算四、圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算设计方法和步骤:1)依据工作状况及具体条件选定材料;2)选择旋绕比C,通常可取C 5 8,并算出补偿系数K值;3)依据安装空间初设弹簧中径D,由C值估取弹簧丝直径d,并查取弹簧丝 的许用应力;4)试算弹簧丝直径d5)依据变形条件求出弹簧工作圈数:对于有预应力的拉伸弹簧对于压缩弹簧或无预应力的拉伸弹簧6)检
5、查D2、D1、H0是否符合安装要求等;7)验算:强度验算振动验算稳定性验算圆柱螺旋弹簧的设计计算圆柱螺旋压缩弹簧圆柱螺旋压缩弹簧思索与练习思索与练习1弹簧主要功用有哪些?对弹簧主要要求是什么?选择材料时要考虑哪些问题弹簧主要功用有哪些?对弹簧主要要求是什么?选择材料时要考虑哪些问题?2如何确定弹簧的许用应力?如何确定弹簧的许用应力?、类弹簧材料依据什么条件区分?类弹簧材料依据什么条件区分?3圆柱螺旋压缩弹簧的主要几何参数有哪些?它们对弹簧的性能有何影响?圆柱螺旋压缩弹簧的主要几何参数有哪些?它们对弹簧的性能有何影响?4圆柱螺旋压缩弹簧受轴向载荷作用时,弹簧丝剖面上主要产生什么应力?如圆柱螺旋压缩弹簧受轴向载荷作用时,弹簧丝剖面上主要产生什么应力?如何分布?何分布?5曲度系数曲度系数K有何含义,它与什么因素有关?有何含义,它与什么因素有关?