第15章-弹-簧.ppt

1、15.1概括地说，弹簧是在载荷的作用下能发生大的弹性变形的弹性元件，弹簧广泛应用于各种机械，主要用于(1)制动器、离合器的控制弹簧、内燃机气缸的阀弹簧等控制机构的运动。 (3)储存并输出钟表弹簧、闩锁弹簧等能量。 (4)测量力的大小，例如测力传感器和弹簧秤的弹簧等。 (2)减振和缓冲，例如汽车或列车车辆下的减振弹簧、各种缓冲器用的弹簧等。 根据、类型和承受的载荷，拉伸弹簧、压缩弹簧、弯曲弹簧、扭转弹簧、拉伸弹簧、压缩弹簧、表15-1显示了弹簧的基本类型。 拉伸弹簧、压缩弹簧、环形弹簧、螺旋弹簧、弯曲弹簧、螺旋弹簧、板簧、扭转弹簧、根据弹簧的形状、环形弹簧、板簧、表15-1弹簧的基本类型、15.

2、2圆柱螺旋弹簧，最常见的机械15.2.1圆柱拉伸，压缩螺旋弹簧的结构，圆柱螺旋弹簧分为压缩弹簧和拉伸弹簧。 图15-1压缩弹簧，另一个端面圈又硬又不平坦(符号： y)。 磨光的部分一般在圆周长的3/4以上，前端的厚度在d/8以上。 压缩弹簧如图15-1所示。 通常，其两端的端面圈被好好地磨平(符号： yi )。 拉伸弹簧如图15-2所示，a和b是半圆形钩和圆环钩c是可调整钩，在力大的情况下使用。15.2.2圆柱螺旋弹簧的几何尺寸、圆柱螺旋弹簧的主要几何尺寸为弹簧线径d、外径d、内径D1、中径D2、间距p、螺旋提升角、自由高度(压缩弹簧)或长度(拉伸弹簧) H0。 另外还有有限匝数n、总匝数nl

3、。 表15-2圆柱形压缩、拉伸螺旋弹簧的几何尺寸计算式、弹簧指数c定义为弹簧中径D2与弹簧线径d之比，即C=D2/d。 通常，c值在416的范围内，可以如表15-3所示进行选择。 弹簧单线直径d相同的情况下，c的值小时，弹簧中径D2也小，其刚性大，相反，刚性小。 表15-3圆柱螺旋弹簧常用弹簧指数c，15.2.3圆柱螺旋弹簧的特性曲线，弹簧应在弹性极限内工作，不允许塑性变形。 弹簧承受的载荷和变形之间的关系曲线称为弹簧的特性曲线。 压缩螺旋弹簧的特性曲线如图15-4所示。 H0是弹簧未加载时的自由高度，Fmin是最小的工作载荷，是弹簧处于安装位置的初始载荷，弹簧的最大工作载荷Fmax会将弹簧的

4、压缩变形量增加到max。 图中Flim是弹簧的极限载荷，在其作用下，弹簧高度为Hlim，变形量为lim，弹簧线应力达到了材料的弹性极限。 在此，图中的h=max-min称为弹簧的动作行程。 由于Fmin，弹簧从自由高度H0压缩到H1，对应的弹簧的压缩变形量为min，拉伸螺旋弹簧的特性曲线如图15-15所示。 根据缠绕方法的不同，拉伸弹簧分为没有初始应力和有初始应力的两种。 没有初应力的拉伸弹簧的特性曲线与压缩弹簧的特性曲线相同：初应力的拉伸弹簧的特性曲线如图15-5c所示，有一段假想的变形量x，相应的初张力F0是为了克服该假想的变形量而使弹簧变形所需的初张力，工作负荷为f 一般拉伸、压缩螺旋弹簧的最小工作负荷通常为Fmin0.2Flim，因此为了保持弹簧的直线性，弹簧的工作变形量必须在(0.20.8)lim的范围内。 对于具有初始张力的拉伸弹簧FminF0，弹簧的工作载荷必须小于极限载荷。 通常采用Fmax0.8Flim、15.3弹簧常用材料，常用的弹簧材料为碳钢、合金弹簧钢、不锈钢和铜合金材料及非金属材料。 材料的选择取决于：弹簧的作