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文档简介

第11章弹簧§11-1概述§11-2弹簧材料和制造§11-3圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算§11-1概述一.

弹簧的功用1.

缓冲、吸振。例车辆中的缓冲弹簧。2.

控制运动。例内燃机阀门弹簧。3.

存储能量作为动力源。例机械表弹簧。4.

测力或力矩。例测力器、弹簧秤。二.

弹簧的类型1.

螺旋弹簧圆柱拉伸弹簧两端锥形拉伸弹簧圆柱压缩弹簧圆柱扭转弹簧2.

板簧3.

涡卷弹簧4.

蝶形弹簧§11-2弹簧材料和制造一.

弹簧的材料1.

对弹簧材料的要求:2.

常用的弹簧材料:3.

常用材料的许用应力二.

弹簧的制造高的弹性极限、疲劳极限,碳素弹簧钢、硅锰钢、铬钒足够的韧性和良好的热处理性能。钢、不锈钢、铜合金等4.

碳素弹簧钢丝的拉伸强度极限1.冷卷:簧丝直径d<8~10mm2.热卷:d>8mm,卷前加热,卷后再进行热处理。§11-3圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算一.

圆柱螺旋弹簧的结构和几何尺寸二.

弹簧的特性线三.圆柱螺旋压缩弹簧的计算1.强度计算2.变形计算3.稳定性计算例题圆柱螺旋弹簧的结构和几何尺寸1.

端部结构端部并紧磨平端部开口型2.

几何尺寸自由状态节距与变形3.

几何尺寸计算二.弹簧的特性线1.状态1)自由状态H0f1f2hflimHlimH2H12)受最小载荷F13)受最大工作载荷F24)压死状态FlimF1F2Flim2.弹性曲线FfF1f1F2f2Flimflim1.强度计算1)簧丝剖面受力分析扭矩切向力弹簧受载F时2)应力曲度系数弹簧指数(旋绕比)3)簧丝直径4)弹簧指数C选取2.变形计算1)弹簧受载F作用时变形fG弹簧材料剪切模量n弹簧工作圈数2)弹簧刚度3)弹簧的工作圈数若要求在F1作用下变形f1,F2时f2,则圈数n:3.稳定性计算1)失稳当高径比b=H0/D2较大时,当压力F的达到一定值时出现失稳现象。2)避免失稳措施a)减小高径比b≦5.3b)加装导向杆c)加装导向套导向杆导向套例题例设计一圆柱螺旋压簧:最大工作载荷F2=500N,最小工作载荷F1=200N,工作行程h=f2-f1=10mm,II类弹簧,

弹簧外径D=25mm,弹簧两端并紧磨平。解:1.簧丝直径和弹簧中径2.计算弹簧工作圈数3.验算极限载荷4.求变形量5.求几何尺寸6.稳定性计算7.画工作图1.簧丝直径和弹簧中径1)初步计算簧丝直径初选弹簧指数C=D2/d=4,d=5选C级碳素弹簧钢=1.4[t]=0.4sb=0.4×1470=588Mpa2)修正直径=3.48mm取d=4mm=0.4×1520[t]=608MpaD2=D-d=25-4=21mmC=D2/d=21/4=5.25K=1.3=3.78mm取4mm2.计算弹簧工作圈数取n=9.5为了使最大压力F2和h不变,修改最小拉力3.验算极限载荷由得合理4.求变形量极限变形量最大变形量最小变形量5.求几何尺寸圈间间隙节距总圈数自由高螺旋角簧丝长6.稳定性计算b<5.3稳定7.弹簧工作图弹簧类型弹簧常用材料的许用应力碳素弹簧钢丝的拉伸强度极限尺寸计算弹

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