,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,板弹簧,圆柱螺旋弹簧,圆锥螺旋弹簧,碟形弹簧,环形弹簧,盘弹簧,第五篇 其它零、部件,第十五章 弹 簧,151 概 述,一、弹簧的功用,1掌握机构的位置和运动,2缓冲及吸振,3储存能量,4测量力和力矩,依据性质不同可分为：压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧,按外形不同又可分为：螺旋弹簧、碟形簧、环形簧、盘弹簧和板簧,二、弹簧的类型,三、弹簧的工作原理,1、弹簧特性线和刚度,弹簧特性线表示弹簧载何与变形量之间的关系曲线,弹簧的刚度弹簧的载荷变化量与变形变化量之比，以,k,表示,拉压弹簧,扭转弹簧,弹簧特性线呈直线的，其刚度为常数，称为定刚度弹簧；当特性线呈折线或曲线时，其刚度是变化的，称为变刚度弹簧。,常见弹簧的种类及特性曲线,2、变形能,加载过程中弹簧所吸取的能量称为变形能,对于拉、压弹簧,对于扭转弹簧,加载与卸载特性线所包围的面积即代表消耗的能量U0，U0越大，说明弹簧的吸振力量越强。U0与U之比值称为阻尼系数。,152 圆柱螺旋弹簧的构造、制造及材料,1、压缩弹簧,弹簧两端的端面圈与邻圈并紧，不参与弹簧变形，只起支承的作用，俗称死圈。,一、圆柱螺旋弹簧的构造,2、拉伸弹簧,如图，圆柱螺旋拉伸弹簧不受外力的自由状态，此时弹簧各圈应相互并拢。拉伸弹簧分无初拉力和有初拉力两种。,拉伸弹簧的端部构造形式,弹簧的卷制方法有冷卷法和热卷法,二、圆柱螺旋弹簧的制造,要求弹簧材料应具有高的弹性极限和疲惫极限，足够的韧性和塑性，良好的热处理性能。常用的弹簧材料有：碳素弹簧钢如60、75、65Mn等、硅锰弹簧钢如60Si2MnA、铬钒弹簧钢如50Cr-VA、不锈钢如1Cr18Ni9及青铜如QBe2等。,三、圆柱螺旋弹簧的材料及许用应力,弹簧材料的许用应力与弹簧的受载循环次数有关,1、弹簧的材料,2、弹簧的许用应力,153 圆柱螺旋压缩拉伸弹簧的设计计算,一、弹簧特性线,预紧力F1称为弹簧的最小载荷。Fmax为弹簧所承受的最大工作载荷，此时，弹簧高度压缩到H2，相应变形为max，该时刻弹簧各圈之间仍应保存1的间隙，欲称余隙。,F,3,为弹簧的极限载荷。,max,与,1,之差或,H,2,与,H,1,之差，称为弹簧的工作行程,0,二、根本参数及其选择,圆柱螺旋弹簧的主要参数有：,弹簧丝直径d、弹簧圈外径D、内径D1、中径D2、弹簧节距p和螺旋升角、弹簧指数C旋绕比,三、圆柱螺旋拉压弹簧的强度计算,1、弹簧受力,当压缩弹簧承受轴向载荷F的作用时，钢丝剖面A-A上作用着横向力F和扭矩T，A-A剖面呈椭圆形，现取垂直于钢丝轴线的剖面B-B。,K,曲度系数,2、弹簧应力,压缩弹簧最大切应力,四、弹簧的刚度计算,1、弹簧的变形,2、弹簧刚度和圈数,3、弹簧的稳定性验算,压缩弹簧的自由高度,H,0,与中径,D,2,之比称为长细比，以,b,表示,当弹簧两端固定时，,b,5.3；当弹簧一端固定，一端可转时，,b,3.7；当弹簧两端都可转动时，,b,2.6。,Fc=CBkH0,Fc临界稳定载荷,CB不稳定系数,k 弹簧刚度,为保证弹簧的稳定性必需满足Fc(22.5)Fmax,假设长细比不满足要求，构造上又不允许加装导杆或导套，则必需进展稳定性计算其临界稳定载荷,154 圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算,一、圆柱螺旋扭转弹簧的构造及特性曲线,扭转弹簧的特性如左图，呈螺旋形，两端带有杆臂或挂钩，自由状态下，各弹簧圈间留有少量间隙。扭转弹簧的特性线见右图。,二、圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算,扭转弹簧曲度系数,K,圆柱螺旋扭转弹簧钢丝剖面中的应力，可近似地看作弯曲梁进展计算,最大扭转角,扭转刚度,工作圈数,155 其它类型弹簧简介,平面蜗卷形盘簧又称蜗卷簧，它的构造是按阿基米德螺线形成的，如左图。平面蜗卷形盘簧特性曲线如右图,一、平面蜗卷形盘簧,环形弹簧是由假设干具有协作锥面的内、外圆环相互叠合而组成的一种压缩弹簧，如左图。,二、环形弹簧,环形弹簧的特性曲线图,碟形弹簧又称别氏弹簧，弹簧呈截锥形碟形，只能承受轴向载荷，如上图。碟形弹簧的特性曲线如以下图,三、碟形弹簧,碟形弹簧一般成组使用。碟形弹簧的组合方式有两种，如左图对合式碟形弹簧，右图叠合式碟形弹簧,