汽车用螺旋弹簧设计（45页)ppt课件

1、汽车用螺旋弹簧设计和制造知识.汽车常用弹簧.1.圆柱螺旋紧缩弹簧 悬架弹簧、气门弹簧等。2.圆柱螺旋拉伸弹簧 各种拉簧3.圆柱螺旋改动弹簧 离合器踏板扭簧，变速手柄扭簧等4.圆锥螺旋弹簧 自在舰后悬架截锥螺旋弹簧等5.扭杆弹簧 行李箱盖扭簧.最常用的圆柱螺旋紧缩弹簧.符号： n 弹簧有效圈数 D 弹簧中径 mm d 弹簧钢丝直径 mm G 弹簧资料的切边模量 (冷卷制 热卷制 C 旋绕比 K 应力修正系数 t 弹簧节距 mm F1 弹簧安装时的予加载荷 N Ip 资料截面极惯性矩 ， 圆形截面为.圆柱螺旋紧缩弹簧的计算公式载荷 F 与变形 f 的简化计算式： mm载荷与应力的计算式： .3.弹

2、簧刚度k N/mm4.任务圈数n . 5. 旋绕比 C=D/d 可采用下表的引荐值： 表1d(mm)0.2-0.40.5-11.1-2.22.5-67-1618-50C=D/d7-145-125-104-94-84-6.弹簧节距t与自在高度H0H0和t可参照下表2：总圈数n1节距t端部形式n+1.5两端圈磨平n+2n+2.5n+2两端圈不磨n+2.5.紧缩弹簧自在高度H0可参照表3计算：总圈数n1自有高度H0端部形式n+1.5nt+d两端圈磨平n+2nt+1.5dn+2.5nt+2dn+2nt+3d两端圈不磨n+2.5nt+3.5d.紧缩弹簧的典型图样以下两种表达方式皆可： . 弹簧技术要求含

3、： 1. 总圈数 2. 任务圈数 3. 绕制方向 4. 外表处置 5. 制造技术条件 6. 设计计算参数 .螺旋弹簧紧缩、拉伸的许用应力许用应力按所受载荷类型可分三类：类载荷：交变载荷次数在 以上 的弹簧 。类载荷：交变载荷次数在 次 范围内的载荷，以及冲击载荷等弹簧 。类载荷：受静载荷以及交变载荷次数在 次以下的载荷等。 .冷拔资料的许用剪切应力MPa 注：不适用于直径小于 表4 1mm的钢丝钢丝类型油淬火回火钢丝碳素钢丝或琴钢丝不锈钢丝许用剪应力类0.55 b0.50b0.40b类（0.40 0.47）b（0.38 0.45）b（0.30 0.35）b类（0.35 0.40）b（0.30

4、0.38）b（0.25 0.30）b.详细冷拔资料的许用剪切应力MPa注：不适用于直径小于 表5 1mm的钢丝材料65Mn55Si2Mn; 55Si2MnB;60Si2Mn;60Si2MnA;50CrVA不锈钢丝许用剪应力类570740710类455590570类340445430.选取许用应力的原那么1.对于行驶平安有艰苦影响的弹簧，许用剪切应力应适当降低。2.当弹簧的实践剪切应力大于许用应力而又无法经过调整弹簧设计参数来降低时，那么可思索采用强压处置或喷丸处置等工艺措施来实现。.弹簧强压处置和喷完处置强压处置： 紧缩型拉伸型螺旋弹簧外表接受剪切应力,越往中心去剪切应力越小，心部为零。假设弹

5、簧中的剩余应力与任务应力方向相反时，那么可提高弹簧的承载才干和疲劳寿命。 强压处置是将弹簧压至资料层的应力超越屈服点，使外表产生负剩余应力。 但是，经强压处置后弹簧的自在高度会缩短，制造中应予以考量。. “强压处置与“立定处置的区别在于前者将弹簧紧缩到资料的屈服极限，而后者仅紧缩到任务极限高度或并圈高度数次。 假设强化处置得当，在同样的任务条件下，弹簧的疲劳寿命可以提高5-35%左右。强化处置仅适用于重要弹簧，譬如气门弹簧、悬架弹簧等，对于普通弹簧那么大可不用进展。 .2.弹簧的喷丸处置： 不要将普通另件的喷砂处置误以为喷外处置。前者是清理工艺而后者是强化处置工艺，它是提高弹簧疲劳寿命的最有效

6、方法之一。 喷丸处置是将细钢丝切成微段譬如0.5-1mm的等长颗粒以高速例如12米/秒) 击打弹簧的外表层，使其发生塑性变形，从而构成一定厚度的外表强化层。 . 强化层内构成了较高的剩余压应力，由此可以抵消一部分弹簧受交变载荷后所产生的部分最大拉应力，从而提高了弹簧的疲劳强度。 除此之外，喷丸处置还可消除弹簧外表的疵点、脱碳严重降低弹簧的疲劳强度和微小缺陷，从而消除或减少了疲劳源。 该当指出，喷丸后的弹簧长度会变短，制定工艺时应予以思索。喷丸处置和强化处置可同时在重要弹簧上采用，譬如悬架弹簧。 .弹簧的外表处置1.弹簧的金属维护层： 镀锌处置：锌在枯燥空气中较安定，不变化。在潮湿空气中会产生一

7、层氧化锌白色薄膜，它可阻止弹簧继续蒙受腐蚀，可用于弹簧在普通大气条件下防腐。凡是与硫酸、盐酸和苛性钠相接触的弹簧那么不宜用镀锌处置。 镀锌后的弹簧还可经钝化处置，藉以进一步提高维护性能和添加美观。 镀锌层厚普通在6-24微米范围内选取。.2. 弹簧的化学维护层 2-1.氧化处置：亦称发黑处置。外表产生一层磁性氧化铁膜，厚度约为0.6-2微米。该氧化膜薄且有气孔，其防护才干较差，仅适用于腐蚀性不强的介质中的弹簧。氧化处置本钱低，消费率高，广泛地利用于普通弹簧上。 2-3.磷化处置：将弹簧置入含有锰、铁、磷的磷酸盐中，使弹簧外表产生一层不溶于水的磷酸盐薄膜的方法叫做磷化。膜厚约5-20微米，其抗腐

8、蚀才干是氧化处置的2-10倍。与镀锌处置一样，在弹簧酸洗后磷化过程中，会产生大量的氢气使弹簧产生氢脆，因此需求去氢处置。.弹簧的热处置热处置工艺取决于资料的种类和加工形状。 1.第一种类型：经过强化处置的钢丝，如碳素弹簧钢丝琴钢丝、油淬回火弹簧钢丝和钢带，它们以冷成形工艺制形成弹簧，成形后只需进展去应力退火处置。 2.第二种类型：凡是用热成型和已退火资料冷卷的弹簧，均需进展淬火回火处置。弹簧硬度：65Mn HRc46-48; HRc52-54.60Si2MnA HRc46-48 HRc52-54; 50CrVA HRc46-48 HRc52-54.圆柱螺旋改动弹簧扭簧的构外型式：.扭簧设计参数

9、扭簧钢丝直径 d mm扭簧圈中径D mm D1 内径 mm D2 外径 mm旋绕比 C=D/d 可按表1扭簧的实验扭矩T Nm 弯曲应力 N/m .5. 改动角rad) E 弹簧资料的弹性模量MPa) I 弹簧资料截面惯性矩 弹簧圈内侧的的最大应力 . Zm 弹簧资料的抗弯截面系数 圆形截面 .7. 扭簧刚度 K N-mm/()任务圈数 n .截锥螺旋弹簧圆锥螺旋弹簧. 截锥螺旋弹簧的刚度特性是非线性的，圆锥角越大，弹簧刚度变化越大，自振频率的变化越高，对于消除或缓和共振越有利。所以自在舰后悬架弹簧就采用锥形弹簧。然而锥角越大，资料利用率越低，大到一定程度时，弹簧能够发生自锁而不能回弹。.截锥

10、螺旋弹簧的计算弹簧有效任务圈数n . 2.弹簧压并圈时的节距 t mm 3.弹簧螺旋角度 .4.弹簧有效任务圈的自在高度 Ho mm Ho =n(R2 +R1)5. 恣意弹簧圈 i 的半径Ri6. 从大端任务圈到弹簧圈i的钱高度 Hi 7. 弹簧在变形Hi时的载荷计Fi (N).8. 弹簧在Hi时的变形 fi弹簧剪切应力计算 .扭杆弹簧 扭杆在汽车构造上运用较广泛，例如:扭杆式悬架、行李箱盖扭簧、动力转向转阀扭杆等。 .1.扭矩T Nm2.角刚度kNm/rad) .3.载荷F (N) 系数C1和C2分别参看以下相应曲线图。.4. 静变形fs (mm) 系数C3也可查右曲线图而得。.扭杆的扭角和应力计算常用扭