机械设计基础其它常用零件27课件

机械设计基础——其它常用零件11.2弹簧

知识导入：试说明你见过的弹簧及其作用。任务呈现：指出圆柱螺旋压簧的基本几何尺寸。一、弹簧的功用弹簧的主要功用是:1．缓冲和吸振如弹簧联轴器中的弹簧，车辆中的缓冲弹簧。2．控制运动如离合器、制动器和凸轮机构中的控制弹簧和各种阀门弹簧。3．贮存能量如仪器、钟表中的发条(蜗卷弹簧)。4．测量载荷如测力器和弹簧秤中的弹簧。相关知识：二、弹簧的类型三、弹簧的材料及制造1、对弹簧材料的主要要求有：1）具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性和塑性；2）在热处理性能方面具有良好的淬透性、不易脱碳、便于卷绕。2、弹簧常用的材料有以下几种：碳素弹簧钢丝、合金碳素钢丝、不锈钢和铜合金材料、橡胶和纤维增强塑性料等四、螺旋弹簧的制造1.螺旋弹簧的制造工艺包括：卷制、拉钩制作（拉伸簧）或端面加工（压缩弹簧）、热处理、工艺试验等过程，特别重要的弹簧还要进行强化处理。2.螺旋弹簧的类型及代号：卷制分冷卷和热卷两种。冷卷和热卷的螺旋压缩与拉伸弹簧分别用代号Y、L和RY、RL表示（Y表示压缩；L表示拉伸；R表示热卷）。3.圆柱形压缩螺旋弹簧的端部结构4、圆柱形拉伸螺旋弹簧的端部结构五、圆柱形螺旋弹簧的参数、主要尺寸及特性曲线1.圆柱形螺旋弹簧的参数弹簧钢丝直径d、弹簧中径D、弹簧内径D1、弹簧外径D2、节距t、螺旋角α、自由高度H0、有效圈数n、总圈数n1和螺旋的旋向（常用右旋）等。2.圆柱形螺旋弹簧的主要尺寸3.圆柱形螺旋弹簧的特性曲线为使圆柱螺旋弹簧压缩（拉伸）弹簧按特性线工作，常需调整其最小工作载荷F1，或最小变形量λ1，或安装高度H1。几种典型的调整结构：六、圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的计算1.弹簧的强度计算式中，C—旋绕比（又称弹簧指数），C=D/d，它是反应弹簧特性的重要参数。C值的范围为4～12,常用值4～8。弹簧材料、直径相同时，C值小，说明弹簧圈的中径也小，其刚度大，但弹簧的曲率也大，卷绕成型困难，并且工作时，弹簧产生的应力大；C值大时，则情况与上述相反。C值太大时，弹簧易发生颤动实际簧丝截面上的切应力及强度条件为：K—曲度系数，对圆截面弹簧丝可按下式计算:弹簧丝直径d的设计公式为:应用上式计算时，旋绕比C和许用切应力[τ]均与直径d有关，所以需要“试算”才能算出弹簧丝直径d。算出的d值，最后还应圆整为标准中规定的系列值，见表3-4-4。2.弹簧的刚度计算圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧受载后的轴向变形量λ可根据材料力学公式求得:3.弹簧的稳定性计算当作用在压缩弹簧的载荷过大，而高径比b=H0

/D超过下列范围时，弹簧就会产生较大的侧向弯曲而失去稳定。一般规定:弹簧两端固定时，取b＜5.3；一端固定，另一端自由时，取b＜3.7；两端自由时，应取b＜2.6。若稳定性不足，又不便修改设计参数时，可设置导杆或导套如图所示以增加稳定性。七、圆柱螺旋弹簧的设计圆柱螺旋弹簧的设计方法与步骤如下:（1）选择弹簧钢丝材料，确定许用应力。（2）初选弹簧指数C值从表3-4-4中选取。（3）求弹簧丝直径d，按式（3-4-3）计算出d值（4）求符合中径系列的D值（见表3-4-4）：D=Cd。（5）求弹簧有效圈数n和总圈数n1（6）求弹簧的几何尺寸：（7）校核弹簧的稳定性。（8）绘制弹簧零件工作简图。例题：教师示范：圆柱螺旋压缩弹簧的主要几何尺寸有：弹簧钢丝直径d、弹簧中径D、弹簧内径D1、弹簧外径D2、节距t、螺旋角α、自由高度H0、有效圈数n、总圈数n1和螺旋的旋向等。学生训练：圆柱螺旋拉伸弹簧的主要几何尺寸。课堂小结：