机械设计基础第15章 弹簧
《机械设计基础》第15章其他常用零部件
上一页 下一页 返回
第一节 联轴器
2)万向联轴器图15一1(a)所示为以十字轴为中间件的万向 联轴器 单个万向联轴器两轴的瞬时角速度并不是时时相等的.即当主 动轴以等角速度回转时.从动轴作变角速度转动.从而引起动 载荷.对使用不利。为了克服单个万向联轴器的上述缺点.机 器中常使万向联轴器成对使用.如图15一1(b)所示。这种由 两个万向联轴器组成的装置称为双万向联轴器。
上一页 下一页 返回
第一节 联轴器
三、联轴器的选择
1.选择联轴器的类型 (1)应全面了解工作载荷的大小和性质、转速高低、工作环 境等.结合常用联轴器的性能、应用范围及使用场合选择联轴 器的类型。 (2)低速、刚性大的短轴可选用刚性联轴器。 (3)低速、刚性小的长轴可选用无弹性元件挠性联轴器。
上一页 下一页 返回
第十五章 其他常用零、部件
第一节 联轴器 第二节 离合器 第三节 弹簧
第一节 联轴器
联轴器通常用来连接两轴并在其间传递运动和转矩。有时也 可以作为一种安全装置用来防止被连接件承受过大的载荷.起 到过载保护的作用。用联轴器连接轴时只有在机器停止运转. 经过拆卸后才能使两轴分离。 联轴器所连接的两轴.由于制造及安装误差、承载后的变形及 温度变化的影响.往往存在着某种程度的相对位移与偏斜.因 此.联轴器应具有补偿各种偏移量的性能.否则就会在轴、联 轴器、轴承中引起附加载荷.导致工作情况恶化。
上一页 下一页 返回
第一节 联轴器
对于连接相交或平行二轴的双万向联轴器.欲使主、从动轴的 角速度相等.必须满足两个条件:主动轴、从动轴与中间轴的 夹角必须相等;中间件两端的又形接头面必须位于同一平面内。 显然.中间件本身的转速是不均匀的。但因它的惯性小.由它 产生的动载荷、振动等一般不致引起显著危害。
机械设计基础习题解答第15章
15.1 弹簧主要有哪些功能？试举例说明。
答：弹簧的主要功能有（1）缓冲和减振，如车辆中的缓冲弹簧、联轴器中的吸振弹簧；（2）控制运动，如内燃机中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧；（3）储蓄能量，如钟表中的弹簧；（4）测力，如测力器和弹簧秤中的弹簧等。
15.2 分析图示自行车，它采用了那些弹性连接？采用这些连接有什么优点？
答：采用了弹簧、油压减震器。
主要有点就是减振。
15.3 查找资料，写出有关“空气弹簧”结构及工作原理的调研报告。
参考：
空气弹簧是在一个密封的容器中充入压缩空气，使腔体内的压力高于大气压的几倍或者几十倍，利用气体可压缩性实现其弹性作用。
空气弹簧具有较理想的非线性弹性特性，加装高度调节装置后，车身高度不随载荷增减而变化，弹簧刚度可设计得较低，乘坐舒适性好。
但空气弹簧悬架结构复杂、制造成本高。
空气弹簧按气囊的结构型式可分成囊式、膜式和复合式三种。
通常在初始状态下，空气弹簧充气到规定压力，当载荷发生变化时，在高度
题15.2图 山地自行车
调整阀的配合下，自动调整空气弹簧内的气压与之适应，以维持车体高度不发生变化。
如车体静载荷增加时，车体高度降低，高度控制阀控制向空气弹簧充气，空气弹簧内气压升高，使车体恢复到原来平衡的高度。
机械设计基础-弹簧
压缩弹簧的 特性曲线
λ
F1 FF2 lim
最小工作载荷: 弹簧在安装位置所受压 力，它能使弹簧可靠地 稳定在安装位置上。 F1=（0.1~0.5）F2
最小变形--- λ1
最大工作载荷--- F2
在F2的作用下，τmax<[τ ]
F
F2Flim压缩弹簧的
特性曲线
F1 arctEgk
λ1 λ0
λ
λ2
λlim
max
lim
Flim
（b）
Flim
（c）
当工作载荷大于F0时，弹 簧才开始伸长。
图15－5圆柱螺旋拉伸弹簧的特性曲线
对于一般拉、压螺旋弹簧的最小工作载荷通常取 为F min=(0.1~0.5) F max ；
对于有初拉力的拉伸弹簧Fmin>F0 ； 弹簧的工作载荷应小于极限载荷，通常取 Fmax0.8Flim
因此，为保持弹簧的线性特性，弹簧的工作变形 量应取在（0.1~0.8）lim范围。
15.4 圆柱螺旋弹簧的设计计算
主要任务：根据弹簧的使用要求，确定弹簧的结构尺 寸和参数，并满足强度、刚度、稳定性及结构要求。
一、弹簧的应力 弹簧在受压或受拉时，受
力情况是一样的。
弹簧的强度条件为：
max
K
8FC
d 2
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d>12 mm，不易淬透，故仅适用于小 尺寸的弹簧。
合金弹簧钢：硅锰钢、铬钒钢。 优点：适用于承受变载荷、冲击载荷或工作 温度较高的弹簧。
有色金属合金：硅青铜、锡青铜、铍青铜。 优点：耐腐蚀性好，防磁性、弹性好。
非金属材料：塑料、橡胶等。
机械设计基础 第2版 朱龙英主编课后习题答案
—－可编辑修改，可打印——别找了你想要的都有！精品教育资料——全册教案，，试卷，教学课件，教学设计等一站式服务——全力满足教学需求，真实规划教学环节最新全面教学资源，打造完美教学模式《机械设计基础》习题解答目录第0章绪论-------------------------------------------------------------------1 第一章平面机构运动简图及其自由度----------------------------------2 第二章平面连杆机构---------------------------------------------------------4 第三章凸轮机构-------------------------------------------------------------6 第四章齿轮机构------------------------------------------------------- -----8 第五章轮系及其设计------------------------------------------------------19 第六章间歇运动机构------------------------------------------------------26 第七章机械的调速与平衡------------------------------------------------29 第八章带传动---------------------------------------------------------------34 第九章链传动---------------------------------------------------------------38 第十章联接------------------------------------------------------------------42 第十一章轴------------------------------------------------------------------46 第十二章滚动轴承--------------------------------------------------50第十三章滑动轴承------------------------------------------------ 56第十四章联轴器和离合器-------------------------- 59第十五章弹簧------------------------------------62第十六章机械传动系统的设计----------------------65第0章绪论12-3机器的特征是什么？机器和机构有何区别？[解] 1）都是许多人为实物的组合；2）实物之间具有确定的相对运动；3）能完成有用的机械功能或转换机械能。
机械设计基础15弹簧
,变形量 1 ,高度 H 1 ;
●极限载荷F2 ,变形量 2 ,高度 ●最大载荷 F3
H2;
,变形量 3 ,高度 H 3 。
对于Ⅰ类载荷 F3 1.25F2 对于Ⅱ类载荷 F3 1.2F2 对于Ⅲ类载荷 F3 F2 最小载荷 F1 (0.2 ~ 0.5)F2
三、圆柱螺旋弹簧的主要参数和几何尺 寸计算
4. 环形弹簧
承受压缩。能吸收较多的 能量，因此具有较高的减 振性。常用于重型设备的 缓冲装置。
5. 盘簧
承受扭转。储存的能量随 圈数的增多二增大。多用 于钟表、仪器的储能装置。
承受弯曲。缓冲减振性好。 主要用于汽车、拖拉机、 火车车辆等悬挂装置中。
6. 板弹簧
第二节 圆柱螺旋弹簧的材料和许用应力
设计弹簧的已知条件： 工作载荷及相应的变形或行程和空间位置 的限制。 设计弹簧的一般步骤：
(1) 根据工作条件，选择材料及弹簧结构形式；
(2) 根据强度、刚度或变形条件计算和确定主要
参数；
(3) 计算弹簧其他部分的几何尺寸；
(4) 绘制弹簧工组图(包括弹簧特性曲线图)。
典型习题
判断题 (ⅹ ) 【1】圆柱螺旋弹簧压缩弹簧受压力时，其弹簧丝 截面上产生的是压力。 (√) 【2】弹簧刚度是指所受载荷与产生的变形之比。 【3】汽车底盘下安装板弹簧的目的是为了储存弹簧。 (ⅹ ) 【4】若两个圆柱螺旋压缩弹簧的材料、中径、弹簧 (ⅹ) 线径和工作圈数相同，而节距不同，则它们的 刚度不同。 【5】为了使圆柱螺旋压缩弹簧在压缩后，仍能保持 (√) 一定的弹性，设计时应考虑在最大工作载荷作 用下，各圈之间必须保留一定的间隙。 (ⅹ ) 【6】测力弹簧宜采用变刚度弹簧。 【7】在圆柱螺旋弹簧受拉力时，其弹簧丝截面上受 (√) 扭转切应力。 【8】由几个弹簧串联组成的弹簧系统，它的总刚度 (ⅹ) 应等于这几个弹簧刚度之和。
《机械设计》第十五章 弹簧
圆柱螺旋弹簧 F
环形弹簧
F
F
F
F 圆锥螺旋弹簧
盘弹簧
F
F
F碟形弹簧源自F
板弹簧
F
F
F F F
c/2
c/2
F
F
F
第五篇
其它零、部件
簧
第十五章 弹
§15—1 概 述
一、弹簧的功用
（1）控制机构的位置和运动 （2）缓冲及吸振 （3）储存能量 （4）测量力和力矩
二、弹簧的类型
环形弹簧是由若干具有配合锥面的内、外圆环相互 叠合而组成的一种压缩弹簧，如左图。
三、碟形弹簧
F t d F
h
D
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下图
F A
载 加
B
卸载
O
C
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
H0 H1 H2 F3 F F1 O 1 F max U 2 max 3
3
H F3为弹簧的极限载荷。 λmax与λ1之差或H2与H1之差，称为弹簧的工作行程λ0
二、基本参数及其选择
圆柱螺旋弹簧的主要参数有：
D2 弹簧节距p和螺旋升角α、弹簧指数C（旋绕比） C d
弹簧丝直径d、弹簧圈外径D、内径D1、中径D2、
1、弹簧的材料 要求弹簧材料应具有高的弹性极限和疲劳极限， 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。 2、弹簧的许用应力
《机械设计(3D版)》张继忠第15章 弹簧
3) 试算弹簧线径d′
d'
K1Tm a x
0.1b
并检查各尺寸是否合适；
4) 根据变形条件求出弹簧工作圈数：
n EI
180TD
5）最后绘制弹簧的工作图。
§15-5 其他类型弹簧简介
1．碟形弹簧
碟形弹簧是具有截圆锥外形 的垫圈式弹簧，通常用金属板料 或锻压坯料制成。
碟形弹簧刚度大，缓冲吸振能力强，适用于轴向空间要求紧凑的场合； 具有变刚度特性，具有很广泛的非线性特性。
§15-3 普通圆柱螺旋压缩和拉伸弹簧的设计计算
二、普通圆柱螺旋弹簧几何尺寸 普通圆柱螺旋弹簧的主要几何尺寸有：线径（弹簧丝直径）d、弹
簧外径D 2、内径D1、中径D、节距t、螺旋升角、弹簧有效圈数n和弹 簧自有高度或长度H0。此外还应考虑弹簧旋向，通常用右旋。
尺寸选取→
参数计算→
压缩弹簧
拉伸弹簧
碟形弹簧在机械产品中的应用很广，常用于重型机械设备（如压力机） 和飞机、大炮等，作为强力缓冲和减振弹簧。
2．环形弹簧 环形弹簧是由多个具有内锥面的外圆环
和具有外锥面的内圆环相互叠合而成的一种 压缩弹簧。
拉伸弹簧分为无预应力和有预应力两 种。拉伸弹簧空载时，各圈应相互压紧。 若压紧的弹簧各圈之间具有一定的压紧力， 使弹簧丝中也产生了一定的预应力，这就 是有预应力的拉伸弹簧。
这种弹簧一定要在外加的拉力大于初 拉力F0后，各圈才开始分离，因此，比无 预应力的拉伸弹簧节省轴向的工作空间。
拉伸弹簧的端部制有挂钩，以便安装 和加载。
4C 1 4C 4
，常取C=4~16。
扭转弹簧受扭矩T作用后，因扭转变形而产生的扭转角φ为
180TDn EI
陈立德版机械设计基础第15章课后题答案
第15章轴承15.1滚动轴承的主要类型有哪些？各有什么特点？答：（1）深沟球轴承。
主要承受径向载荷，也能承受一定的双向轴向载荷、可用于较高转速。
（2）圆锥子轴承。
内、外圆可分离，除能承受径向载荷外，还能承受较大的单向轴向载荷。
（3）推力球轴承。
套圈可分离，承受单向轴向载荷。
极限转速低。
（4）角接触球轴承。
可用于承受径向和较大轴向载荷，:-大则可承受轴向力越大。
（5）圆柱滚子轴承。
有一个套圈（内、外圈）可以分离，所以不能承受轴向载荷。
由于是线接触，所以能承受较大径向载荷。
（6）调心球轴承。
双排球，外圈内球面、球心在轴线上，偏位角大，可自动调位。
主要承受径向载荷，能承受较小的轴向载荷。
15.2绘制下列滚动轴承的结构简图，并在图上表示出轴承的受力主向：6306、N306、7306ACJ，30306、51306。
答：按表15.2中表示的简图及受力方向绘制。
15.3滚动轴承的基本额定动载荷C与基本额定静载荷C o在概念上有何不同，分别针对何种失效形式？答：（1 ）基本额定动载荷C与基本额定静载荷C o在概念上区别在于“动”与“静”二字的区别。
C是指轴承在L10 （单位为106r）时轴承能承受的最大载荷值；C o是指在静载荷下极低速运转的轴承。
（2）C下的失效形式为点蚀破坏；C。
下为永久塑性变形。
15.4何谓滚动轴承的基本额定寿命？何谓当量动载荷？如何计算？答：基本额定寿命是指一批同型号的轴承在相同条件下运转时，90%的轴承未发生疲劳点蚀前运转的总转教，或在恒定转速下运转的总工作小时数，分别用LeLeh表示。
当量动载荷是轴承在当量动载荷P作用下的寿命与在实际工作载荷（径向和轴向载荷）条件下的寿命相等。
其计算方式为P 二f p XF r YF a15.5滚动轴承失效的主要形式有哪些？计算准则是什么？答：对于一般转速的轴承（10Y/min<n<n Lim），如果轴承的制造、保管、安装、使用等条件均良好时，轴承的主要失效形式为疲劳点蚀，因此应以疲劳强度计算为依据进行轴承的寿命计算。
机械设计教程 第3版 第十五章 弹簧设计
一、弹簧的功用
第一节 概述
图15-1 弹簧应用示例 a)离心离合器 b)钟表发条
第一节 概述
二、弹簧的类型
弹簧的类型很多,根据受载的性质,弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧 四种。根据弹簧的形状又可分为螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、涡卷弹簧和板弹簧。此 外,除金属弹簧之外,还有空气弹簧和橡胶弹簧等。表15-1列出了各种常用弹簧的基本形式。 螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕制成的,由于制造简便,价格较低,易于检测和安装,所以应用最广。 它既可以制成圆柱形和圆锥形,又可以制成受压缩载荷作用的压缩弹簧、受拉伸载荷作用 的拉伸弹簧,还可以制成承受转矩作用或完成扭转运动的扭转弹簧,见表15-1。 碟形弹簧和环形弹簧刚性较大,可以承受很大的冲击载荷,具有良好的吸振能力,常用于各种 缓冲装置中。在载荷相当大和弹簧轴向尺寸受限制的地方,可以采用碟形弹簧。环形弹簧 是目前减振缓冲能力最强的弹簧,常用于近代重型机车、锻压设备和飞机起落装置中。平 面涡卷弹簧轴向尺寸小,能在较大的变形范围内保持作用力不变,常用于仪器和钟表的储能 装置中。板弹簧能承受较大的弯曲作用,常用于受载方向尺寸有限而变形量又较大的场合。 由于板弹簧有较好的消振能力,所以在汽车、拖拉机和铁路车辆的悬挂装置中均普遍使用 这种弹簧。螺旋扭转弹簧是扭转弹簧中最常用的一种。由于圆柱形螺旋弹簧应用较广,尤 以螺旋压缩弹簧的受力分析和设计计算都比较典型,所以本章主要讨论圆柱形螺旋压缩弹 簧。关于其他类型弹簧,读者可参考文献[19]。
第二节 弹簧的材料、选材与制造
三、弹簧的制造
螺旋弹簧的制造工艺过程如下:①绕制。②钩环制造。③端部的制作与精加工。④热 处理。⑤工艺试验等。重要的弹簧还要进行强压处理。 弹簧通常用卷制成形方法制造,其绕制方法分冷卷法与热卷法两种。当弹簧丝直径 d≤8mm时用冷卷法绕制,冷态下卷绕的弹簧常用冷拉并经预先热处理的优质碳素弹 簧钢丝,卷绕后一般不再进行淬火处理,只需低温回火以消除卷绕时的内应力。当弹簧 丝直径较大(d>8mm)时则要用热卷法绕制。在热态下卷制的弹簧,卷好后要进行淬火 和回火处理。 弹簧的疲劳强度与抗冲击强度在很大程度上取决于弹簧的表面状况,所以弹簧丝表面 必须光洁,没有裂缝和伤痕等缺陷。表面脱碳会严重影响材料的疲劳强度和抗冲击性 能,因此,脱碳层深度和其他表面缺陷都须在验收弹簧的技术条件中详细规定。 对于重要的弹簧,还要进行工艺检验和冲击疲劳等试验。
机械设计基础之弹簧详解26页PPT
机械设计基础之弹簧详解
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
d 1.6
KFmaxC
四、变形计算
圆截面簧丝螺旋弹簧在轴向载荷 F 作用下，所产生的变形量为：
3 8FD2 n 8FC 3 n 4 Gd Gd
最大工作载荷 Fmax 作用下的变形量λmax：
3 8 F C n max 压缩弹簧和无初应力的拉簧： max Gd
圆柱螺旋弹簧计算6
外径 D 旋绕比 C＝D2/d 节距 t 螺旋升角 有效圈数 n 总圈数 n1
自由高度或长度 H0 压缩弹簧 拉伸弹簧
圆柱螺旋弹簧计算2
圆柱螺旋弹簧的设计计算
圆柱螺旋弹簧的几何尺寸公式见表15－4。 二、圆柱螺旋弹簧的承载过程
在弹簧的工作图中，应绘制弹簧特性线描述弹簧的承载过程。
压缩弹簧特性线 拉伸弹簧特性线
选择弹簧材料时，应考虑其用途、使用条件(载荷性质、大小及循环特 性、工作持续时间、工作温度等)以及加工、热处理和经济性等因素。
螺旋弹簧的结构材料制造3
圆柱螺旋弹簧的结构、材料、许用应力及制造
弹簧材料的许用应力与弹簧的类型、材料的力学性能、簧丝直径和载 荷性质等有关，见表15－2。
三、圆柱螺旋弹簧的制造 螺旋弹簧的制造工艺包括：
§15-2圆柱螺旋弹簧的结构材料制造1
圆柱螺旋压缩弹簧
详细介绍
圆柱螺旋拉伸弹簧
详细介绍
圆柱螺旋弹簧的结构、材料、许用应力及制造
二、弹簧的材料及许用应力
螺旋弹簧的结构材料制造2
为了使弹簧能够可靠地工作，弹簧材料必须具有高的弹性极限和疲劳极 限，同时应具有足够的韧性和塑性，以及良好的可热处理性。 1）碳素弹簧钢(如65、70钢)：价格便宜，但弹性极限低； 2）合金弹簧钢 低锰弹簧钢(如65Mn)：淬透性好、强度较高，淬火后易产生裂纹； 硅锰弹簧钢(如60Si2MnA)：弹性极限高，回火稳定性好； 铬钒钢(如50CrVA)：耐疲劳和抗冲击性能好，价格贵，用于要求高的 场合。 3）特殊钢、铜合金和非金属材料等 （详见表15－2）
按弹簧的形状分： 螺旋弹簧 环形弹簧 碟形弹簧 板簧 盘簧等 压缩弹簧 扭转弹簧
各类弹簧
弯曲弹簧
螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕制成的，由于制造简便，所以应用最广。在 一般机械中，最常用的是圆柱螺旋弹簧。
概述2
概 述
三、弹簧特性线 弹簧特性线：是表示弹簧载荷和变形之间关系的曲线。 弹簧刚度：弹簧产生单位变性所需要的载荷。 在数值上，弹簧刚度等于弹簧特性线上某点的斜率。
弹簧刚度
c
dF d
式中：F－弹簧所受的载荷（N）； λ－弹簧的变性量（mm）。 直线型特性线弹簧具有不变的刚 度；非直线性特性线弹簧具有变刚度， 称为变刚度弹簧。 弹簧特性线有：直线型、刚度渐 增型、刚度渐减型或几种的组合。
§15-2 圆柱螺旋弹簧的结构、材料、许用应力及制造
一、圆柱螺旋弹簧的结构
卷制→挂钩的制作或端面圈的精加工→热处理→工艺试验及强压处理。 卷制分为：
冷卷：用于簧丝直径 d＜8～10mm的弹簧。 热卷：卷成后必须进行淬火、中温回火等处理。 强压处理可以提高弹簧的承载能力。
§15-3圆柱螺旋弹簧的设计计算1
§15-3 圆柱螺旋弹簧的设计
一、几何参数计算 普通圆柱螺 旋弹簧的主要几 何尺寸有： 弹簧丝直径 d 中径 D2 内径 D1
8FD2 8FC max K K 3 πd πd 2
4C 1 0.615 K 4 C 4 C
式中：K—曲度系数 ； C—旋绕比，见表15－5。
圆柱螺旋弹簧计算5
圆柱螺旋弹簧的设计计算
8FmaxD2 max K 3 πd
强度条件： 设计式：
圆柱螺旋弹簧的设计计算
8( Fmax F0 )C 3 n max Gd
Gd max n 8FmaxC 3
有初应力的拉簧： 弹簧的有效圈数 n：
压缩弹簧和无初应力的拉簧：
有初应力的拉簧：
Gd max n 8( Fmax F0 )C 3
c F
弹簧的刚度 c： 五、稳定性计算
Gd 8C 3 n
如果螺旋压缩弹簧的高度过大，在轴 向载荷 F 作用下，可能会产生侧计算
。
为避免失稳，应按表15－6选择高径比 b=H0/D2
四、圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算
受变载荷螺旋弹簧的计
算3
设计方法和步骤:
1) 根据工作情况及具体条件选定材料； 2) 选择旋绕比C，通常可取C ≈5 ~8，并算出补偿系数K值； 3) 根据安装空间初设弹簧中径D，由C值估取弹簧丝直径d，并查取弹簧丝 的许用应力； Fmax KC ' d 1.6 4) 试算弹簧丝直径d′ 5) 根据变形条件求出弹簧工作圈数： Gd n 对于有预应力的拉伸弹簧 3 max 8( Fmax F0 )C Gd n 对于压缩弹簧或无预应力的拉伸弹簧 3 max 8Fmax C 6) 检查D2、D1、H0是否符合安装要求等; 7) 验算： 强度验算 振动验算 稳定性验算
Fmin－安装时弹簧所受的力，称为弹簧的最小载荷。
Fmax－工作中弹簧所受的最大工作载荷 。
Fj －使簧丝内应力达到弹性极限的载荷，称为弹簧的极限载荷。 Fmin、Fmax 、Fj 作用下弹簧的高度或长度分别用H1、H2、H3表示。相
应的变形量分别用λmin、λmax、λj 表示。
显然有
min
Fmin
第十五章 弹簧
§15-1 概述
§15-2 圆柱螺旋弹簧的结构、材料、许用应力及制造 §15-3 圆柱螺旋弹簧的设计计算
§15-1概述
§15-1 概 述
一、弹簧的功用
弹簧是一种弹性的元件，它具有刚度小、变形大、在载荷作用下易产 生较大弹性变形等特点，在各类机械中应用十分广泛。
弹簧的主要功用有：控制机构的运动、缓冲和减振、储存能量、测力 以及改变机器的自振频率等。 二、弹簧的分类（详见表15－1） 按弹簧承受的载荷分： 拉伸弹簧
Fmax
max
Fj
j
通常，取 Fmin=（0.1～0.5）Fmax； 取 Fmax≤ 0.8Fj 。
圆柱螺旋弹簧计算3
圆柱螺旋弹簧的设计计算
三、强度计算
圆柱螺旋弹簧受压或受拉时，弹簧丝的截面上主要受到横向剪力F
和扭矩T=FD2 / 2。下面以压缩弹簧承受轴向载荷的情况进行分析。 由于螺旋弹簧的簧丝是曲 杆，受轴向载荷 F 作用时，将 在簧丝内侧产生最大切应力。