第十章 弹簧

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1、第十章 簧弹第一 簧的功用、 型及材料节 弹 类第二 柱螺旋节 圆 压缩(拉伸) 簧的 、制造弹 结构 与设计第一 簧的功用、 型及材料节 弹 类一、 簧的功用弹二、 簧的 型弹 类三、 簧的材料及 用 力弹 许 应一、 簧的功用弹簧的主要功用有：弹控制机 的 或零件的位置，例如离合器、凸 机 、构 运动 轮 构 阀门及 速器中的 簧；调 弹 冲及吸振，例如汽 、火 下的 振 簧，各 冲器缓 车 车车厢 减 弹 种缓中的 簧；弹 存能量作 力源，例如机械 表、 器、玩具等使用的储 为动 钟 仪 发， 栓 簧；条 枪 弹 量力和力矩，例如 簧秤、 力器中的 簧等。测 弹 测 弹工作特点： 簧在外

2、力作用下能 生 大的 性 形弹 产 较 弹 变 ,在机械设中被广泛用作 性元件。备 弹二、 簧的 型弹 类分类螺旋 簧弹 截 形锥 按形 分状 按受 分载 拉伸 簧弹 簧压缩弹 簧扭转弹 形 簧环 弹 平面 圈 簧涡 弹板 簧弹 碟形 簧弹 柱形圆 潘存云教授研制a)圆柱形拉伸弹簧b)圆截面圆柱形压缩弹簧c)矩形截面圆柱形压缩弹簧d)圆锥形压缩弹簧e)扭转弹簧柱形 簧因其受力 形成正比，便于生 ，故 用圆 弹 与变 产 应最广； 形 簧具有防共振的能力， 定性好，多用于承受圆锥 弹 稳 较大的 荷和 振。按照金 截面形 的不同，分 形截面载 减 属丝横 状 为圆簧和矩形截面 簧等。在所占空 相

3、同 ，后者能吸收的能量弹 弹 间 时多。螺旋 簧弹非螺旋弹簧a)环形弹簧b)碟形弹簧c)平面涡卷弹簧d)板弹簧形 簧和碟形 簧环 弹 弹形 簧和碟形 簧都是 簧，在工作 程中，其一环 弹 弹 压缩弹 过部分能量消 在各圈 的 ，因 具有 的 冲吸振能间 缓力，多用于 型机械的 冲 置。缓平面 簧涡 弹簧 簧，其 ， 用 表和这种弹 称盘 轴 仪表的 能 置。钟 储 板 簧是 多 不同的 板 合 成，主要用 弹 许 长 钢 叠各 的 振 置。种车辆 减按制作 簧材料的不同， 簧 分 金 簧和 弹 弹 还 为 属弹金 簧。 簧都是金 簧， 性 柱 器中的属弹 弹 属弹 弹 销联轴性 是用 制成的

4、簧， 空 簧。弹 胶 弹 图 为单 气弹板 簧弹空 簧单 气弹三、 簧的材料及 用 力弹 许 应簧的材料弹工作性 和 件 簧材料的要 是多 面的。 质 条 对弹 为 证弹簧的 形 在 性变 终 弹 围内, 簧材料 具有 的 性 弹 须 较 弹 极； 于 承受 或冲 荷的 簧，其材料 具有 的对 经 变 击载 弹 还应 较 和 的 性； currency1便于 簧的制造，材料 要具有劳极 够 韧 为 弹 还好的“性和 性能等。 簧的 用材料有 簧 、合金热处 弹 碳 弹 钢簧 和有金 合金等。 簧材料 ， fi分fl 簧的弹 钢 属 选择弹 时 应 虑弹工作 件、功用、 要性和 件等因。条 经济

5、条表10-1螺旋弹簧的常用材料和许用应力用 力许 应用 力 荷性 有 ，作用 在 的许 应 与载 质 关 数荷 于 荷，如 机 簧、 制 器 簧变载 属 类载 内 阀门弹 电 闸 动 弹受 的 荷；作用 在 的 荷及冲载 数 变载 击载荷 于 荷，如 速器 簧、一 簧受的 荷；作属 类载 调 弹 车辆弹 载用 在 下的 荷数 变载 (” 荷为静载 ) 于 荷属 类载，如一 簧、 离合器 簧等受的阀弹 车 弹 载荷。 簧 的 用 力 其拉 有 ，其拉碳 弹 钢丝 许 应 还与 极 关 表极 见 10-2。按用于制作 力、中等 力和 力三应 应 应簧的 ， 分 用种弹 况 应 别选 B、C和D三

6、等 的 簧 。个 级 碳 弹 钢丝310610610310表10-2碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限 (MPa)b第二 柱螺旋节 圆 压缩(拉伸) 簧的 、弹 结构制造与设计一、 柱螺旋圆 压缩(拉伸) 簧的弹 结构二、 柱螺旋 簧的制造圆 弹三、 簧的特性弹 线、 簧的 力、 形和 定性 弹 应 变 稳 计、 簧的主要 及 弹 参数 计、 簧的 弹 设计计一、 柱螺旋圆 压缩(拉伸) 簧的弹 结构柱螺旋 簧圆 压缩弹压缩弹簧 (a) YI型 (b) Y型 (c) Y型 压缩弹簧的端部结构径为d的 簧 ，中弹 丝 径D旋 ，旋 旋绕 为 (一应用旋), 螺旋 ；在 下， ， 状态 为 节为t，各圈

7、有 的 ，便 簧受 有 的间 当 间 弹 压时 够 变形空 ，”在最大 荷作用下，各圈 一定的 间 载 间 间，一 。 0H1mmd 2.01.01 柱螺旋拉伸 簧圆 弹(a) LI型 (b) LIII型 (c) LVII型(d) LVIII型拉伸弹簧的端部结构 其螺旋 柱螺旋 簧的相同，不同的是结构与圆 压缩弹：在 下， 柱螺旋拉伸 簧各圈相 ，” 等状态 圆 弹 并拢 间于零。 簧 分 力和有 力 ， 者的各圈这类弹 为 预应 预应 两种 虽， 相 有 力，故在 下 簧 中 有并紧 间没 压紧 状态 弹 丝 没 预力； 后者是在 成形 ，使 簧 其 ，制应 绕 时 弹 丝绕 轴线扭转成 簧

8、的各圈 具有一定 力，故在 下 簧 中存弹 间 压紧 状态 弹 丝在 一定的 力。预应二、 柱螺旋 簧的制造圆 弹柱螺旋 簧的制造 程 制、面 工或 圆 弹 过 钩的制作、 及工 性 等 。热处 艺 试验 环节螺旋 簧在大量生 ， 制工作在 簧机 弹 产时 动 进； 件或 量生 ， 在 或工旋 器 单 产时 则 卧 车 绕 弹簧 在 成形。 制分 和 。不 用 丝 绕 热 两种 论或 ， 制后 其具 簧的 作要的热 应视 况对弹 节 调。于 要的 簧， 在 用 平面； 于拉对 压缩弹 应 对伸 簧， 制 。弹 两 应 钩后的 簧不 火， 火消 力；弹 经过 内应后的 簧 火和火 。热 弹 则

9、须经过 处簧制作 成后，要 件的 定， 、弹 条 进冲 、 等 ， 簧是 合 要 。击 劳 试验 验弹 三、 簧的特性弹 线柱 簧的特性圆 压缩弹 线坐 表 簧承受的 荷 弹 载， 坐 表 簧的 性 形， 得横 弹 弹 变 弹簧的 荷形 ， 的 簧载 变 线 这 线称为弹的特性 。线簧的工作 程弹在 性 ， 于 弹 极 围内 对 节相等的 柱螺旋 簧，其 荷 形圆 弹 载 与变成 性 系，”线 关 为圆柱拉伸弹簧的特性曲线受 和 形的 系， 于 柱螺旋拉伸 簧和 柱螺载 变 关 对 圆 弹 圆旋 簧都是一 的，不同的只是一 受拉力作用， 生压缩弹 个 产拉伸 形，另一 受 力作用， 生 形，故

10、不 变 个 压 产 压缩变 对圆柱螺旋拉伸 簧 受力分析。弹 进一 簧的特性 ，弹 线并 线如 簧和 圆锥弹 变节 (t 数) 簧；弹 圆柱螺旋 簧的特性 只是近似的弹 线 线，矩形截面 簧的特性 近似 的弹 线 线程 比 形截面 簧的 好。 圆 弹 还、 簧的 力、 形和 定性 弹 应 变 稳 计力 应 计力 的目的是确定簧 的 。应 计 丝 径下面 的是在 荷 论 类载 ( 荷静载 ) 作用下 簧的 力、 形弹 应 变和 定性 。 稳 计fl 剪力引起的 力 比 矩引起的 力 ，亦 其略去。虑 应 扭 应 簧 的 件弹 丝 条 为簧 弹 丝 径表10-3旋绕比C的荐用值弹簧丝的应力分析a)

11、截面受力b)截面应力形 变 计形 的目的是确定 簧的有效圈 ，”工作圈 。 材变 计 弹 数 数料力 知，有效圈 数为n的 簧在 荷压缩弹 载 F的作用下：簧圈弹 数形量轴 变簧 弹 旋 比和 簧 是 簧 中的 要 。旋 比绕 弹 弹 设计 两个 参数 绕C 簧 对弹 k影 大。在 簧 弹 丝 径d和其他 件相同的条下，况 C 越 ， k越大， 簧越硬， 制就越困 ，因 弹 C 不宜 得 ；反 ，过 C 也不 得 大， 簧 过 则弹 过，工作 易 。时 动a)侧向弯曲b)加装导杆c)加装导套簧的 定性 压缩弹 稳 计于 柱螺旋 簧， 大、 簧 对 圆 压缩弹 当 较 弹 径较，受力后容易失去

12、定性 生 大的 ，使得 簧时 稳 产 较 弹不能正 工作。压缩弹簧的支承a)固定端b)自由转动端簧的 中 弹 与 径D的比 比 称为 径 b，” 。 currency1 簧的 定性， 校核其为 证压缩弹 稳 应比： 簧 固定 ， ； 簧一径 当弹 两 为 时 当弹固定，另一 ， ； 簧为 为 转动 时 当弹 ， 。两 为 转动 时0HDHb 03.5b7.3b6.2b表10-4圆柱螺旋弹簧的主要参数及几何尺寸计算、 簧的主要 及 弹 参数 计量 准设计时应 选 表10-5圆柱螺旋弹簧的尺寸系列值 、 簧的 弹 设计计例10-1 一 柱螺旋 簧。已知最 工作 荷设计 圆 压缩弹 载 F1150N，最大工作 荷载 F2250N，工作 程h5mm，要 簧外弹 径D216mm。 簧 不 工作的一用途 簧， 固定支承。 弹 为 经 弹 两 为解弹簧工作图