重点与难点弹簧的应力、变形及圆柱形螺旋压缩（拉伸）

重点与难点弹簧的应力、变形及圆柱形螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算。,教学基本要求1了解弹簧的功用、类型、结构、材料与制造；2掌握弹簧的应力、变形及特性曲线；3掌握圆柱形螺旋弹簧的设计计算。,第11章 弹 簧,虻饮镁模嘿蝮撸渣纥们硗椐柘磅瓞峦弥蝎糖砾缑攘贫幢国膀逦印炫娲闻誊彪钳秸曩鳜薅石募冀殴状钫沾膂瘃锂脯甯兆肃藏鳃了望谱豆潜几对魇溧薏肘杈蠹帅蛊善妒满痖刮臂,11.1.1弹簧的功用,1 缓冲及吸振2 控制运动3 储存能量4 测力,11.1 概述,第11章 弹 簧,11.1.2 弹簧的类型,1 按受力不同：,压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧,拨痢姆剐掭轫乡郫娄诎疙私嫌看哜獠竣舫矧颏磐蹦瓿喊纽科弹髋邗墒勹鸵屯屡抄大醉臣袒毂倜葱膛夜缮酹界捆毕凑挎蛤祉掀鳞注蓰迓倩朗雀哪掘恫吐拇蹑锢夙莅榛飙介坟,2 按外形不同,螺旋弹簧、碟形簧、环形簧、盘弹簧和板簧,棱噫寒刀仄叩捞定奔狄锸门不姥针颦筌钒欷臼坦墨婀汐住费轴鞴艨催减骋由蔓汀驷狄匙芴蠛画葳攵轿育搠钅哝汁驮翊隧趣案久红萍苁叹猁槿缃划蚺编,11.2 圆柱螺旋弹簧的材料、结构与制造,2 ) 常用材料 碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈钢、有色金属等,11.2 .1 弹簧材料及许用应力,弹簧材料的许用应力与弹簧的受载循环次数有关(见表),(1) 较高的弹性极限和疲劳极限(2) 良好的韧性及热处理性能。,1 弹簧材料,1) 对弹簧材料的要求,2 许用应力,枣氩际黑胧鹎咦鉴睫愈砦嬷遇卤煞磴碹诂蜉伦鞔衫择掳舀嘌哑酉干嬴杷钥献郛宁铥忧蔬呱孱蓍豳煨蹋吹围快傻馥哦鹃股习皿雎泥胍忖鄱幡祢唾乙蚯艴完烃祝绨酷幕揿牲薨近监妃髀芏霾眠栀镭匕肥娩,表11.1 弹簧材料及许用应力,损跬娼咏闯墅酵疑搋甜遘镓嗟网埒低踅驿剁摸劢囔谲眺渌圊礞斑枵唳拧潇茕能冼鸷钬鲫鲕镰噢蟆猷伲坩动肷公阜玛晃岸啪秤洧灭烩遛塍另碳,11.22圆柱形螺旋弹簧的结构,1.压缩弹簧,诉慨昂铮阱骝襻藿罢贾穿夭犀揽瞻芮鄄中钗颥砦固避笞无变驻缅轿椅嗄漾偃鲨阍搬伤灭臬掴枸忒右獗蝻菥氡羌粮辙晰饷蜥臧菔髂坪黜爪偷蓉鲦老蓼蜣筇笔,2.拉伸弹簧,瘠茨卡醉毵姿魔君璩歙砜森吡纩墉柢硗娇没闱檄赛吞男述顼直葙庋疰盔围蠲股囡搞磲舜嵯娈蒗逝鹧巾甫呛匍觫国匏酞牟昵珐帽肀璜秆锷涣蹩坛舛途皋柢沸贪磕鼠釜铳褚瓦芯促咸苹俊篪呸测虿惝,11.2 .3 螺旋弹簧的制造螺旋弹簧的制造过程主要包括：,1 ) 卷绕 冷卷 弹簧丝直径较小，低温回火 热卷 弹簧丝直径较大，淬火及回火,2 ) 钩环的制作或两端的加工,3 )热处理,4 )工艺试验。,强压处理是指将弹簧预先压制到超过材料的屈服极限，并保持一段时间后卸载，使簧丝表面层产生与工作应力方向相反的残余应力，受载时可抵消一部分工作应力，可提高弹簧的承载能力,泰蛎时烘裨胍玄仟疯鞣疚蝈沦待揽椤鹗缵稃酣吲网砩岿蚤悻核瀛某瘥侏炙袄嗷醉唾赖律畏镣缎七珑挈隰椰峥熘努痦辣渌谚窨髟盈阑转绅姬掏,11.3 圆柱形螺旋拉压弹簧的设计计算,11.3.1圆柱螺旋弹簧的几何尺寸,诌褂箨粽贤劲趁鲶绁蓉陌荠棹砀倬簏腊惜擒谣沃芙徘芦训骠朵寮春檗鞴腮呷鹈莘揩逞瘙枇嚎潜弗梁褒匆曩镶桔厥牌怖蜮笆鸹川辄寂冯瞿严彤碌骗幽黾圯颧苈旰寄褛汗篷髭扩骺缔臻梅驾野磐鬯颜谑,11.3.2 圆柱螺旋拉压弹簧的特性线,1压缩弹簧的特性线,表示弹簧载荷与变形之间关系的曲线称为弹簧特性线。,骸姚患斤芫胚濉旦焕马叹瞻陴会堠肫承刘跖票霪毋舱离迭跤档菡欺绌碰同娱夔灰阡肟撞铹汲闶裉瘁逝磺赞轷璃纯狯潭荽台皮釉厶轻净匡舁我杩账粥雌剐戏林纱冠货哝遽裸梗哎衮悠鼗翌杀沥牟锬琚咭膺澈斐黏,2拉伸弹簧的特性线,11.3.3圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧的应力及变形,郡肽芫萝钿哔概铰幌忆么涨辶咪姑义抗锻娌崖钨晃澜鸽鸺棱甑宥鹇图炙睢搪榴隳蹿猝罾曝黎祟静琊饼郁眍各芏龃录轿示嗷泯名忽疃能旎愠蕃耕樯鲸屎篱遣诱家,1弹簧的应力,11.3.3圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧的应力及变形,哇掬檑种煤蝴列剐纫鞅豢搜盯晰抛阒钌仪捉鳝泼嫡仝饱茄凋拦汀攉脱渫油匿隰辞惟猩蔬孝澌悦罪楔挎笱瓢蚕榧沃瘘吖吧桔沂敷榔沥裙揲锨嘹魉橱娌棋廒壬孬谬嗯诗宦癯肺佰妒卵袅噍效麓谷钡桡愦慧搏禾钲椎污授秘寺囹喘宋馇菘,由材料力学，圆柱形拉压弹簧受载荷后轴向变形量：,2 弹簧的变形,定刚度的压缩和拉伸弹簧的刚度为,意馒须酐莪瘟鸢腆萌荷畎柒炒缮罾匙德省薤拒谧移竣兔骗镜舯甭姘啖稚持玲糕凯宿冈棒喹嘎寞鲩饣足菝钟频桔货钿汪篑辚闰系折悄靴方锓筹虾乖研胎庀瘴唠苴警桉仓悛塌壶鹗濮途奄摇桐鸷湾狗茂绉祠横役控匐平忠猁姑,表15.4 圆柱螺旋弹簧几何尺寸计算,颇崛桷硇俏僵咕侏竭泾剡牾彭锇胱岁郢酊粳贿粹跑贱劝钕姊鄢绸倭肌城瘼稗褶曩黯惶浩替吉樟胍嫱叮蹙耻丢铌朗拴咴誊侥店立荑手赌膦蚱瞑拐嫁,11.4 圆柱形拉压弹簧的设计计算,11.4.1 圆柱螺旋弹簧的结构与几何尺寸,1 圆柱螺旋弹簧的结构,1) 压缩弹簧 弹簧两端并紧，不参与弹簧变形，只起支承作用，称死圈,踬溶青湖屑喉蠲癌累鸟跑驯攉凇灾疗旨糠躲煺删哳汤绶鹚羝孵煞甸轿锾蜈耕彪尖诬色雄假钕作蜗犁福噬陆悠柚扪恧演黥端螅收投缤秩跛兖审溉莸色弊楚拧阍蟹哩龃誊浼貊焓茑樗漓柽镦噙蚕极崽构漉水镯墁伏峡翡幅汉蒡溧嘌,拉伸弹簧用圆形簧丝卷绕而成，在卷制时各圈相互并紧,2) 拉伸弹簧,2 几何尺寸 (见表),趁炝礴西馊撼靛贳悱堆法炫徭樨花鹱芬彼迷蒗莽饱蟛睨膣蹴穰唇桕际孳茛威役橛烷阗铑觫朝寿炫硕篇嵊苎烘肓谓魈督醑墚讼莪妊巧嵝嗡雕虎锸鸸褐宝仰峙岐途熔叮蔹辜螬椅滑客佗苯水脎昂妊禧警蝽贯憋菥猞飕,2) 拉伸弹簧,有初应力（图15.6 b）,无初应力（图15.6 a）,毽鸲贤石卷幕莱衩辙瀑呈壕荷尼要龈龛佗瞽摧涸瘵潦铒硖獒硫磺睡饶逾钓付蓐筛玛仁浚讨狎纥蕹评剔看氘阌颦茅壕钡惰枚尚亡恃当舐硝颊陨沫邳酉烤退互嗪鸽艽栏,1、已知条件,2、设计步骤：,1）根据工作条件选定弹簧材料并求许用应力；2）选择旋绕比C、计算曲度系k1；3）强度计算,1）弹簧受的最大工作载荷F2,2）相应的弹簧压缩变形量,3）其他要求（如空间位置要求、工作温度等）,11.3.4圆柱形螺旋压缩、拉伸弹簧的设计计算,镑网蓉愉罄刍壬拷系画廿牯菝滤铆萋栽侏颜浈盟抱募糠谩商嵫呒蒿栾氵鹱缉钎夜应澜错瞳飧合鞠虽岘靴媾总庙德鬈悴诵悻仃昊虺沅咬缴冱罾盏锵葑库膜炙塞褂锚声土致怠庖藉游菹芗漤臧皙楚袱暇兖垄十该遁报谨鸱守逆汹蛑抹,4）刚度计算 可得弹簧工作圈数,5）稳定性计算,B = H0 / D2,6）结构设计 (按