第16章弹簧--机械设计课件.ppt

1、青岛科技大学专用板尊云教授开发，第16章弹簧，16-1弹簧概述，16-2圆柱螺旋弹簧的结构，制造，材料和许用应力，16-5其他弹簧介绍，16-3圆柱螺旋拉伸(压缩)弹簧的设计计算，16-，控制机构运动或零件的位置。凸轮机构、离合器、阀等，16-1弹簧的功能和类型，3。就像储能手表设备中的弹簧。4 .测量力的大小。弹簧天平上的弹簧、螺旋弹簧、圆柱、推拔、依造型、依负载、拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧、5。变更系统的自然频率。分类，2。缓冲振动吸收；包括车辆弹簧和各种缓冲器的弹簧等，青岛科技大学专用板尊云教授开发，分类，螺旋弹簧，圆柱形，切割型，按形状，按载荷，拉伸弹簧，压缩弹簧，扭簧，环形弹簧，平

2、面旋流弹簧仪表中储能用，这部分不参与变形。抛光，端抛光-重要弹簧，端非平面-通用，抛光长度超过3/4圈，端厚度接近d/4，压缩弹簧的总转数：n1=n (1.50，b)生产完成后具有初始张力。c)端有安装和加载的挂钩。钩类型：半圆形钩环、环形钩环、钩、可曹征钩。改进的结构，拉伸弹簧的结构尺寸计算与压缩弹簧相同。特征：结构简单，制造容易，但弯曲应力大。适用于中小型载荷和不重要的情况。特征：弯曲应力小。适用于可变载荷字段，但成本高。青岛科技大学专用板蓝根教授开发，2，弹簧制造，制造工艺：缠绕、端面加工(压力弹簧)或钩制(弹簧或扭簧)，热处理和工艺实验。、冷圈：D10 mm、热圈：d 10 mm、卷轴

3、温度：8001000、低温回火、压力消除、淬火、回火，对于重要的压缩弹簧，必须平坦端点，以便负载面与轴线互垂。拉伸弹簧两端具有拉伸结构，以方便连接和载荷。工艺试验包括耐冲击、疲劳和其他试验。青岛科技大学专用板尊云教授开发，3，弹簧材料和许用应力，要求：高弹性极限，疲劳极限，一定冲击韧性，可塑性，良好的热处理性能。材料：优质碳弹簧钢，合金弹簧钢，有色金属合金。1，弹簧材料，碳弹簧钢：碳含量在0.60.9%之间(例如65，70，85，合金弹簧钢：硅锰钢，铬钒钢)。有色金属合金：硅青铜、锡青铜、铍青铜。优点：容易得到，价格便宜，热处理后强度高，有适当的韧性和可塑性。缺点：d12 mm不淬火，仅适用于

4、小尺寸弹簧。，优点：适用于可变负载、冲击负载或工作温度高的弹簧。青岛科技大学专用版尊云教授开发的选用原则：充分考虑载荷条件(载荷的大小和性质、工作温度、周围介质的情况)、功能、经济性等。一般应优先使用碳碳弹簧钢丝。2，弹簧的许用应力，弹簧的许用应力主要取决于材料质量、热处理方法、载荷特性、弹簧的运行条件和重要性以及弹簧钢丝的尺寸。弹簧根据负载分为三类。I类弹簧：可变载荷作用次数106或非常重要的弹簧。II类弹簧：103 105的可变载荷作用次数、承受冲击载荷的弹簧或承受静态载荷的重要弹簧。III类弹簧：负载作用次数为103或负载静态的弹簧。青岛科技大学专用版尊云教授开发，青岛科技大学专用版尊云

5、教授开发，青岛科技大学专用版尊云教授开发，节距：T=D，MAX-最大变形量。F2表示最大负载，通常为t(0.30.5)D2，=59，螺旋上升角度：弹簧线材的展开长度：自由高度：H0=n (n1 1)d，两端不推结构16-3张力青岛科技大学专用板尊云教授开发，最小工作载荷：Fmin=(0.10.5)Fmax，最大工作载荷-，极限载荷-flim，压缩弹簧特性曲线，最小变形- min，相应的变形- max，极限弹簧刚度：弹簧，2，拉伸弹簧的特性曲线，b)预应力，工作载荷小于克服预应力所需的初始拉伸F0时，弹簧不会变形。弹簧仅在FF0时开始变形。青岛科技大学专用版约翰云教授开发的，剖面B-B的载荷大致

6、如下。弹簧承受轴向负载F时，作用于轴向剖面A-A的力为：扭矩：T=FD2/2，轴向力：F，法国B-B Cos 1，扭矩：T=FD2/2，=Fcos，=Fsin，T=Tcos，侧向力考虑到螺旋上升角度和弹簧钢丝曲率对应力集中的影响，实际应力分布与理论分析不同。实践证明弹簧内部的m点最容易破坏。，青岛科技大学专用板尊云教授开发，-弹簧的曲度系数，强度条件：设计公式：其值可以直接确认表下面的表，典型值：C=58，C值过大，弹簧容易振动。N表示有效圈数，G -材料的剪切系数：根据圆柱螺旋弹簧变形的材料力学计算公式，钢：G=8104 Mpa，青铜：G=4104 Mpa，青岛科技大学专门的盘存教授开发，弹

7、簧的最大变形量：单击右边的图片可以选择。初始张力计算：青岛科技大学专用板尊云教授开发，4，弹簧设计计算阶段，设计要求：足够的强度，载荷-变形曲线要求(刚度要求)，横向弯曲(不稳定)，已知，3)安装空间，4)试算平衡线直径：2)选取回转比C。通常，选择C 5 8计算修正系数K值。青岛科技大学专用版尊云教授开发，5)根据变形条件，求出弹簧工作权数。对于预应力拉伸弹簧：对于压缩弹簧或无预应力拉伸弹簧：6)确保D2、D1、H0满足安装要求等。7)检查：强度检查，振动检查，稳定性检查，强度检查：青岛科技大学专用板尊云教授开发，a)疲劳强度检查，F1 -安装载荷，1预压变形量；F2最大负载；2最大变形量；

8、强度条件：如果弹簧设计计算和材料力学性能数据的准确度高，则SF=1 . 31 . 7；精度低时，采用SF=1.82.2。在0的意义下选择表，青岛科技大学专用板尊云教授开发，b)静态强度检查，强度条件：弹簧的设计计算和材料力学性能数据的准确度高时：SS=1 . 31 . 7；准确度低时，采用SS=1.82.2。对于振动检查、可变载荷的弹簧，在载荷频率高时容易引起弹簧的共振，从而可能损坏弹簧。因此，为了确保工作频率远低于基本磁珠波数，必须进行振动检查。青岛科技大学专用板尊云教授开发，圆柱螺旋弹簧的基本自振波数如下。指定kF和mS后获得。其中，弹簧刚度：弹簧质量系数：为了避免弹簧的严重振动，要求：如

9、果不能满足上述要求，则必须重新设计KF，增加kF，减小mS。青岛科技大学专用板尊云教授开发的不稳定，如果B大于允许值，弹簧就会弯曲不稳定。(莎士比亚，坦普林，理论) (宽高比：b=H0/D2，5.3两端固定弹簧，3.7端固定，一端自由旋转，2.6两端自由旋转，稳定性检查，稳定性检查，青岛科技大学专用板尊云教授开发，不稳定，注意事项：导套、导套、弹簧之间的间距不能太大，工作时要加润滑油。导杆的内部安装；或外部导套。如果为Fc Fmax，请重新选择参数以确保弹簧稳定性。如果不能根据条件改变参数，可以采取以下措施：青岛科技大学专用板尊云教授开发，1，圆柱螺旋扭簧结构，结构：特点：外形和拉伸弹簧相似，但能承受力矩载荷。计算16-4圆柱螺旋扭转弹簧的设计，扭转弹簧的轴线长度：h0=n (d 0) 2hh，n -作用中螺旋数；0-轴间距，通常为0=0 . 10 . 5mm；d弹簧钢丝直径；2Hh -弯钩长度；青岛科技大学专用板尊云教授开发，其次，扭转弹簧的特性曲