弹簧资料精选课件PPT

H0
H1 H2
F3
F
Fmax
F1 U O
1
2
max
F3为弹簧的极限载荷。
3
H3
λmax与λ1之差或H2与H1之差，称为弹簧的工作行程λ0
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二、基本参数及其选择
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α、弹簧指数C（旋绕比） C D2
d
(3/4) d
并紧不磨平端
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并紧磨平端
Leabharlann BaiduD1 D2 D
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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
弹簧各圈应互相并拢。拉伸弹簧分无初拉力和有初拉力
两种。
H0 p
D D2 D1
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d
拉伸弹簧的端 部结构形式
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二、圆柱螺旋弹簧的制造
弹簧的卷制方法有冷卷法和热卷法
为保证弹簧的稳定性必须满足Fc≥(2~2.5)Fmax
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§15—4 圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算
一、圆柱螺旋扭转弹簧的结构及特性曲线
T
T lim T max T min
min
max
lim
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
2021转/3/2弹簧的特性线见右图。
d
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 FD22 用着横向力F和扭矩 T''
T，A-A剖面呈椭圆
形，现取垂直于钢
丝轴线的剖面B-B。
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F D2/2
B
M
A
N
Q
FD22
F
A
B
F
F D2/2
m d
T=FD22
n 剖面B-B
F
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max =K =F+T F T
圆柱螺 旋弹簧
F
F
环形弹簧
F
F
圆锥螺F旋弹簧
F
F
碟形弹簧
FF
盘弹簧
F
板弹簧
F
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1
F
F
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F c/2
F
F c/2
F
2
第五篇 其它零、部件
第十五章 弹 簧
§15—1 概 述
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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
加载 B
卸载
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O
C
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Thank you
感谢聆听 批评指导
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二、弹簧的类型
按照性质不同可分为：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
三、弹簧的工作原理
1、弹簧特性线和刚度
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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 k dF
2、弹簧应力
压缩弹簧最大切应力
BB
m axK8C d2F K——曲度系数
K4C10.615 4C4 C
m
n
四、弹簧的刚度计算
1、弹簧的变形
8FD 23n8FC 3
G4d Gd
2、弹簧刚度和圈数
kF Gd
8C3n
nGd Gd
8FC 3 8C3k
3、弹簧的稳定性验算
压缩弹簧的自由高度H0与中径D2之比称 b H 0
d
扭转弹簧
k
dT
d
F
弹簧特性线呈直线的，
BD A C
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。
O
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常见弹簧的种类及特性曲线
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2、变形能 加载过程中弹簧所吸收的能量称为变形能
F
对于拉、压弹簧
U0F()d
对于扭转弹簧
U T()d 0
O
A
加载 U0
F
A
H1
FB F max
H
B 加载
O
卸载 C
max
D1
环形弹簧的特性曲线图
D0
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。
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三、碟形弹簧
F
d
F
t
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
工作圈数
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nEImax EI TmaD x2 kD2
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§15—5 其它类型弹簧简介
一、平面蜗卷形盘簧
A
T2
T
b
弹簧丝截面
s
T1
R
r1
平面蜗卷形盘簧又称蜗卷簧，它的结构是按阿基米德 20螺21/3线/2 形成的，如左图。平面蜗卷形盘簧特性曲线如右图16
二、环形弹簧
自由状态 F工作状态
2021/3/2 为长细比，以b表示
D2 12
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。
若长细比不满足要求，结构上又不允许加装导杆或导 套，则必须进行稳定性计算其临界稳定载荷
Fc=CBkH0
Fc——临界稳定载荷 CB——不稳定系数 k ——弹簧刚度
三、圆柱螺旋弹簧的材料及许用应力
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
弹簧材料的许用应力与弹簧的受载循环次数有关
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§15—3 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算
一、弹簧特性线
d
p
D1 D2 D
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λmax，该时刻弹簧各圈 之间仍应保留δ1的间隙，欲 称余隙。
U 卸载
B
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，说明弹簧的吸振能力越强。U0与U之
2021比/3/2值称为阻尼系数。
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1 d/4
§15—2 圆柱螺旋弹簧的结构、制造及材料
一、圆柱螺旋弹簧的结构
1、压缩弹簧
弹簧两端的端面圈与邻圈并紧，
p
不参与弹簧变形，只起支承的作
H0
用，俗称死圈。
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二、圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算
圆柱螺旋扭转弹簧钢丝剖面中的应力，可近似地看 作弯曲梁进行计算
bK M W ma x K W T m a[ x]b
扭转弹簧曲度系数 K´ K4C1
4C4
d 3 KTmax
0.1[]b
最大扭转角
ma x Tm EaD xI2n
扭转刚度
k
Tmax EI
max D2n