第16章弹簧.ppt
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1、第16章 弹 簧,16-1 弹簧的功用和类型,16-2 圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的应力与变形,16-3 弹簧的制造、材料和许用应力,16-5 其他弹簧简介,16-4 圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的设计,工作特点:弹簧在外力作用下能产生较大的弹性变形, 在机械设备中被广泛用作弹性元件。,功用: 1. 控制机构运动或零件的位置;,16-1 弹簧的功用和类型,3. 存储能量;,4. 测量力的大小 。,螺旋 弹簧,圆柱形,截锥形,按形状分,按受载分,拉伸弹簧,压缩弹簧,扭转弹簧,类型:,分类,2. 缓冲吸振;,分类,螺旋弹簧,圆柱形,截锥形,按形状分,按受载分,拉伸弹簧,压缩弹簧,扭转弹簧,环形弹簧,平面涡圈
2、弹簧,板弹簧,碟形弹簧,.,.,.,一、弹簧的应力,已知条件如图。,16-2 圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的应力与变形,截面受力:,剪切应力:,剪切应力:,.,.,C-旋绕比,或弹簧指数。,-弹簧的曲度系数,强度条件:,截面总切应力:,设计公式:,.,.,二、弹簧的变形,微段轴向变形量d:,C ,k,C值过小 制造困难,内侧应力;,取值范围:C=416,C值过大 弹簧容易颤动。,n为有效圈数,钢:G=8104 Mpa, 青铜:G=4104 Mpa,.,一、弹簧的制造,16-3 弹簧的制造、材料和许用应力,二、弹簧的材料,制造过程:卷绕、端面加工(压簧)或拉钩制作(拉簧或扭簧)、热处理和工艺性试验。,
3、冷卷:d10 mm,热卷:d 10 mm, 低温回火,消除应力, 淬火、回火,经强压处理可提高承载能力。,要求:高的弹性极限、疲劳极限、一定的冲击韧性、 塑性和良好的热处理性能。,材料:优质碳素弹簧钢、合金弹簧钢、有色金属合金。,碳素弹簧钢:含碳量在0.60.9%之间,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:容易获得、价格便宜、热处理后具有较高的强 度,适宜的韧性和塑性。,缺点:当d12 mm,不易淬透,故仅适用于小尺寸的 弹簧。,优点:适用于承受变载荷、冲击载荷或工作温度较高 的弹簧。,选用原则: 充分考虑载荷条件(载荷的大小及性质、工
4、作温度和周围介质的情况)、功用及经济性等因素。一般应优先采用碳素碳簧钢丝。,三、弹簧的许用应力,弹簧按载荷分为三类:,I类弹簧: 受变载荷作用次数106,或很重要的弹簧。,II类弹簧:受变载荷作用次数在103 105 ,或受冲击 载荷的弹 簧,或受静载荷的重要弹簧。,III类弹簧:受变载荷作用次数在103 ,或受静载荷的 弹簧。,.,.,16-4 圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的设计,一、结构尺寸和特性曲线,1. 压缩弹簧的结构尺寸,压缩弹簧在自由状态下,各圈之间留有一定间距 。,支承圈或死圈-两端有3/45/4圈并紧,以使弹簧站立平直,这部分不参与变形。,磨平,端部磨平-重要弹簧,端部不磨平- 一般
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