《机械设计》PPT课件第16章
高等教育出版社第16章 机械设计基础第五版滚动轴承
计算准则: 一般轴承 —疲劳寿命计算(针对点蚀) 静强度计算
低速或摆动轴承 —只进行静强度计算
高速轴承 —进行疲劳寿命计算、校验极限转速。
二、轴承寿命
轴承的寿命:轴承的一个套圈或滚动体材料出现第 一个疲劳扩展迹象前,一个套圈相对 于另一个套圈的总转数,或在某一转 速下的工作小时数。
由于制造精度、材料的差异,即使是同样的材 料、同样的尺寸以及同一批生产出来的轴承,在完 全相同的条件下工作,它们的寿命也不相同,也会 产生和大得差异,甚至相差达到几十倍。 一个具体的轴承很难预知其确切的寿命,但 试验表明,轴承的可靠性与寿命之间有如P278图 16-6的关系曲线。
如图所示,有两种 受力情况:
(1)若FA+FS2>FS1
由于轴向固定,轴不能向右 移动,即轴承1被压紧,由力 的平衡条件得: FA
O1
O2
轴承1(压紧端)承受的轴向载荷为:
Fa1 FA Fs 2
轴承2(放松端)承受的轴向载荷为:
Fa 2 FS 2
(1)若FA+FS2<FS1
即FS1-FA>FS2,则轴承2被压紧,由力的平衡 条件得: 轴承1(放松端)承受的轴向载荷:
N
三、当量动载荷的计算
滚动轴承的基本额定动载荷是在一定的试验 向心轴承是指轴承受纯径向载荷, 条件下确定的。
推力轴承是指承受中心轴向载荷。
如果作用在轴上的实际载荷既有径向载荷, 又有轴向载荷,则必须将实际载荷换算成与试验 条件相当的载荷后,才能和基本额定动载荷进行 比较。换算后的载荷是一种假定的载荷,故称为 当量动载荷: 径向载荷 轴向载荷
图a所示的为外圈宽边相对(背对背)安装, 称为反装。图b的为外圈窄边相对(面对面)安装, 称为正装。
机械设计基础全套教学ppt课件清华大学
• 4.高副 • 两构件组成高副时的相对运动与这两个构件
在接触处的轮廓形状有直接关系,因此,在 表示高副时必须画出两构件在接触处的曲线 轮廓。如图1-8、图1-9所示为齿轮高副和凸 轮高副的表示方法。
机械设计基础
(a)外啮合齿轮;
(b)内啮合齿轮;
(c)齿轮齿条;
(d)锥齿轮;
(e)蜗杆蜗轮
图1-9 齿轮高副的表示方法
小齿轮5、大齿轮6、凸轮7、推杆8等系列 构件组成,其各构件之间的运动是确定的。
0.1.2 构件与零件
机构是由具有确定运动的单元体组成的,这 些运动单元体称为构件。
组成构件的制造单元体称为零件。 零件则是指机器中不可拆的一个最基本的 制造单元体。构件可以由一个或多个零件组成。
如图1-1所示内燃机的曲轴为一个零件;连 杆则为多个零件的组合。因此,构件是相互固 接在一起的零件组合体。
机械设计基础
图1-5(a)开式运动链
• 将运动链中的一个构件固定,并且它的一个 或几个构件作给定的独立运动时,其余构件 便随之作确定的运动,此时,运动链便成为 机构。
• 机构的组成: • 机 架:固定不动的构件 • 原动件:输入运动的构件 • 从动件:其余的活动构件
机械设计基础
§1-2 平面机构的运动简图
机械设计基础
常见虚约束
(1)两构件构成多个导路平行的移动副, 如图1-18所示。
机械设计基础
图1-18 两构件构成多个导路平行的移动副
(2)两构件组成多个轴线互相重合的转动 副,如图1-19所示。
图1-19 两构件组成多个轴线互相重合的转动副
机械设计基础
• (3)机构中存在对传递运动不起独立作用 的对称部分,如图1-20所示。
机械设计16章解析
缺点:
① 强度低,尤其抗弯强度低 ② 铸造品质不稳定
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第16章 轴
16.1 概述
16.1.2 轴的材料 球墨铸铁
只适合形状复杂轴
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第16章 轴
16.1 概述
16.1.3 轴设计的主要问题
设计计算 结构设计
强度计算 刚度计算 振动、稳定性计算
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第16章 轴
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第16章 轴
16.1 概述
支承回转零件及传递运动和动力的零件
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第16章 轴
16.1 概述
16.1.1 轴的分类 按外形不同分类
按承载情况不同分类
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第16章 轴
16.1 概述
16.1.1 轴的分类 按外形不同分类
直轴 曲轴 钢丝软轴
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第16章 轴
目的: 防止因弯曲、扭转变形过大而影响机器正常运转
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第4篇 轴、轴承、联轴器
第16章 轴
第16章 轴
重点:
阶梯轴的结构设计 阶梯轴的强度、刚度计算方法 轴毂联接
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第16章 轴
难点:
阶梯轴的结构设计 轴的疲劳强度校核
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第16章 轴
16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 16.6
概述 轴的结构设计 轴的强度计算 轴的刚度计算 轴的临界转速 提高轴的强度、刚度和减轻重量的措施
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第16章 轴
16.1 概述
M
16.1.1 轴的分类
按承载情况不同分类
转轴 心轴 传动轴
转动心轴 固定心轴
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《机械设计基础》第十六章 机械传动系统设计
P T 9550 n
机械设计基础
3.传动比
传动比反映了机械传动增速或减速的能力。一般情况下,传动装 置均为减速运动。在摩擦传动中,V带传动可达到的传动比最大,平 带传动次之,然后是摩擦轮传动。在啮合传动中,就一对啮合传动而 言,蜗杆传动可达到的传动比最大,其次是齿轮传动和链传动。
4.功率损耗和传动效率
《机械设计基础》
机械设计基础
第十六章 机械传动系统设计
16.1 传动系统的功能与分类 16.1.1 传动机构的功能 1.变速:通过实现变速传动,以满足工作机的变速要求; 2.传递动力:把原动机输入的转矩变换为工作机所需要的转 矩或力; 3.改变运动形式:把原动机输入的等速旋转运动,转变为工 作机所需要的各种运动规律变化,实现运动运动形式的转换; 4.实现运动的合成与分解:实现由一个或多个原动机驱动若 干个相同或不同速度的工作机; 5.作为工作机与原动机的桥梁:由于受机体外形、尺寸的限 制,或为了安全和操作方便,工作机不易与原动机直接连接时, 也需要用传动装置来连接。 6.实现某些操纵控制功能:如起停、离合、制动或换向等。 机械设计基础
nd i nr
2.选择机械传动类型和拟定总体布置方案
根据机器的功能要求、结构要求、空间位置、工艺性能、总传 动比及其他限制性条件,选择传动系统所需的传动类型,并拟定 从原动机到工作机的传动系统的总体布置方案。
3.分配总传动比
根据传动方案的设计要求,将总传动比分配分配到各级传动。
4.计算机械传动系统的性能参数
(3)传动比范围
不用类型的传动装置,最大单级传动比差别较大。当采用多级传动时,应合理安排传 动的次序。
(4)布局与结构尺寸
对于平行轴之间的传动,宜采用圆柱齿轮传动、带传动、链传动;对于相交轴之间 的传动,可采用锥齿轮或圆锥摩擦轮传动;对于交轴之间的传动,可采用蜗杆传动或 交错轴齿轮传动。两轴相距较远时可采用带传动、链传动;反之采用齿轮传动。
精品课件-机械设计基础-第16章
第16章 现代设计方法简介
16.4
1. (1)将求解域离散化。所使用的单元类型与问题的类型和 计算精度有关。单元按维次划分有点单元、线单元、平面单 元和空间单元,按位移函数的阶次可分为一次单元、二次单
(2)选择位移模式。位移函数一般用单元内点的坐标的多 项式来表示,它只是近似地表示了单元内真实位移分布。位 移函数的阶次超高,计算精度越高。
第16章 现代设计方法简介
图16-2 二维问题的可行域
第16章 现代设计方法简介
可行域内的设计点称为可行点,如X (1) 点,它是设计 所允许采用的方案;反之,就是非可行点(或外点),如X (2) 点。处于不等式约束边界上的点称为边界点,如X (3) 点,它
若一个优化问题同时含有式(16-3)中的不等式设计约束
第16章 现代设计方法简介
2. 目标函数是设计变量的函数,也称评价函数,用来作为 评价设计方案好坏的标准。一项设计的优劣,一般总可以用 一些设计指标来衡量,例如:零(部)件的承载能力最大、效率 最高、成本最低、质量最轻、误差最小等结构、性能和经济 指标。这些设计指标可以表示为设计变量的函数,即
F ( X ) F (x1, x2, • • •, xn )
第16章 现代设计方法简介
二维CAD系统使图纸的修改和重复利用十分方便,提高了 设计效率,缩短了设计周期。由于电子文档的管理成为了现 实,可以支持零件库的建立,有利于产品设计的标准化、系 列化和通用化。二维CAD系统中占市场主流的有Autodesk公司 的AutoCAD软件及国产的CAXA电子图板系统等。
X [x1x2 • • • xn ]T [x(i 1, 2, • • •, n)]T
(16-1)
第16章 现代设计方法简介
《机械设计基础》第16章滚动轴承PPT课件
示例
7210B 7210C 7210AC 32310B N207E
表16-8 公差等级代号
代号
省略 /P6 /P6x /P5 /P4 /P2
公差等级符合标准的 0级 6级 6x级 5级 4级 2级
示例
6203 6203/P6 30201/P6x 6203/P5 6203/P4 6203/P2
注:公差等级中0级最低,向右依次增高,2级最高。
§16-2
滚动轴承的代号 滚动轴承的类型很多,而各类轴承 又有不同的结构、尺寸、公差等级、
技术要求等,为便于组织生产和选
表16-2 滚动轴承代号的排列顺用序,规定了滚动轴承的代号,
前置代号
基本代号共5位
后置代号
( 成套轴承分 部件代号
0
)
类
尺寸系列代号
型宽(高)度 直径系列 Nhomakorabea代 系列代号 代号
号
或加
推力圆柱
深沟球轴承 角接触球轴承 滚子轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承
60000
70000
80000
N0000 a) NA0000
b) RNA0000
表16-2 滚动轴承代号的排列顺序
前置代号
基本代号
后置代号
或加
( 成套轴承分 部件代号
)
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代
系列代号 代号
号
注:
代表字母;
§16-1 §16-2 §16-3 §16-4 §16-5
第16章 滚动轴承
滚动轴承的基本类型和特点
滚动轴承的代号 滚动轴承的选择计算
带传动和链传动都是通过中间挠性件 传递运动和动力的,适用于两轴中心 距较大的场合。与齿轮传动相比,它 们具有结构简单,成本低廉等优点。
机械设计基础第十六章轴
第十六章 车由16-13、已知图16-41中所示直齿轮减速器输出轴在安装齿轮处地直径 d =65m m ,齿轮轮毂 长85mm,齿轮和轴地材料均为45钢.齿轮分度圆直径为d °二300mm ,所受圆周力F t =8000N ,载荷有轻微冲击.试选择该处平键地尺寸.如果轮毂材料为铸铁,则该平键所能 传递地转矩T 有多大?则要求 h 一671 =12.9mm 与实际情况不符。
52顾可选 L =80mm 贝V 丨=L -b =80 —18 =62mm 要求 如果轮毂材料为铸铁,则该平键所能承受的最大挤压力为[二p ] =50 L 60MPa 取[j ] =60MPa则由[J ]二也 得,传递的最大转矩为:p dhldhL 「65灯0-3 如1沢62如0-6 “T max = 【V = 60 10 -664.95Nm4 416-14、已知一传动轴所传递地功率 N =16kW ,转速n =720r/min ,材料为Q255I 冈•求该 解:普通平键的挤压强度条件为_ F 4T 「、6= [二 p ]p A dhl p45号钢在轻微冲击下的[;「。
] =100L120MPq 取[二 p ] =110MPaT =F t 氏=8000 兰=1200N_m2 2" F 4T 4 1200 一 门 “6S= 110 10A dhl 0.065hl 则有: hl 又: 又: .71mm0.065 110 106一般选键长 L ::: B - (1 〜2)-(5 〜10) =85-(1 〜2) -(5 〜10) = 79 ~73mm . L = 70mm d=65mm 查表6-8可选择的键截面尺寸为: b h =18 11 .丨二L —b =70 —18=52mm h _回=10.8mm 合适62传动轴所需地最小直径解:当传动轴传递的功率为N =16KWtf ,其扭转强度条件为 3 P 9550 103-,丄: n W9550 103 0.2d 3 M ]P n 即:d —3 0.2[] 其中 P =16KWh =720r/min ,16 33.18mm 720 A =118时 d _118 当 A =126.5寸,d _126.5=35.56mm 16当 A =135时,d _135 37.95mm 720 16-15、图16-42所示为一直齿圆柱齿轮减速器输出轴地示意图 .有关尺寸如图所示•轴承宽度 为20mm ;齿轮宽度为 50mm,分度圆直径为 200mm,传递地功率为 N = 5.5 kW,转速 n =300r/min •试按弯扭合成强度计算轴地直径并绘出轴地结构图解:(1)作计算简图并求支反力T=9550^ = 9550汉5.5 = 175.08Nm n 300 l 2000T 2000 175.08 ,门“F t 1750.8N圆周力 径向力 d 200 二 F t tan : =1750.8 tan20 -637.2N F r F AX = F BX =[ 2 F Ay 二 F By = g2 1750.8 “ = 875.4N 26372 =318.6N2 T=175.08Mx175NhM CX^F AX 1=875.4 0.2 =175.080M cy=F A y 1=318.6 0.2 =63.72NmM c fj M cx2M cy2*:';175.08263.722「=186.3NmMv = •, M cmax2(:T)» f:186.32(0.6 175.08)^213.88Nm i10M Va“0X213.88d - 3 v = 3 633.88mmV 55X0。
机械设计第16章 螺纹连接与螺纹传动设计PPT课件
→合适。 S=6.5 →合适
R
例2.用铰制孔螺栓联接固定牵引钩(HT250), 板厚
h=10mm,已知FR=4000N(变载荷), 试求螺栓直径。
解: 每个联接受横向载荷 F=R/2=2000N
P.268
1.按剪切强度 [τ]= σS/4.5=315/4.5=70Mpa
取d=6mm, d0=7>6.03mm →取 l=25mm, l0=12mm
→
拉F 扭T1
→复合应力
拉应力(Fa)→
Fa
d
2 1
4
σe-当量应力
扭剪应力→ (T1)
d1 T 311 6F atg (d1 31)d 6 220.5
→第四强度理论 e 232 1.3
考虑扭剪应力
强度条件:
e
1.3Fa
d12 4
(11-14)
[装配拧紧后→联接可受横向(FR)或轴向载荷(F)]
2.受轴向载荷F的螺栓强度(预紧后)
轴向载荷平行螺栓轴心线,各螺栓平均受力→常见
各螺栓受拉力为: F= F∑ /Z
D2
压力 容器
F 4 p
Z D0
l
Z=2(3)×2n
螺栓间距l与p有关
★:此时螺栓受预紧力F’后 →又受工作拉力F
①单个联接受力分析:
→常见 (压力容器)
预→ 螺栓→拉 F0 →伸长δ1 紧 工件→压 F0 →缩短δ2
F’≥KfF/f·m=1.2×2000/(0.15×1)=16000N
2.螺栓不断→求d1:取35钢, 不严格控制预紧力→P.268 σs=315Mpa, S=6.5 , [σ]=σs/S=315/6.5=48.5Mpa
d1 5.2 F0 5.2 1 4.6 8 50020 .3m 8 m
机械设计课件第16章弹簧
计算公式
使用弹簧设计公式计算与各种 参数有关的数值。
软件辅助
借助设计软件进行弹簧设计和 优化。
弹簧的计算方法
弹簧的计算方法包括静态计算、疲劳寿命估算、应力分析等。采用适当的计 算方法可确保设计的弹簧满足可靠性和功能要求。
弹簧的应用
1
汽车工业
悬挂系统、座椅支撑结构等。
机械设计课件第16章弹簧
欢迎来到机械设计课件第16章,我们将一起学习关于弹簧的重要知识。在这 个章节中,我们将深入了解弹簧的概述、分类、材料、设计、计算方法、应 用以及总结和复习。
弹簧的概述
弹簧是一种能储存弹性势能的零件,在机械设计中扮演着重要的角色。它们可以用于各种应用,提供力 学支持和调节功能。
2
机械制造
压力控制装置、顶针机构、机器自动升降装置等。
3
家电行业
弹簧开关、弹簧片等。保证家电产品的功能和耐用性。
总结和复习
本章我们深入学习了弹簧的概述、分类、材料、设计、计算方法和应用。通 过这些知识,您将能够从容地应对各种机械设计项目中与弹簧有关的挑战。
弹簧的分类
压缩弹簧
被用于产生压缩力的弹簧类型。常见的例子是坐垫弹簧和门闩弹簧。
拉伸弹簧
被用于产生拉伸力的弹簧类型。例如,悬挂在车辆上的弹簧。
扭转弹簧
被用于扭转力矩传递的弹簧类型。一些例子是发条弹簧和扭力杆。
弹簧的材料
• 碳钢 • 合金钢 • 不锈钢 • 钛合金 • 铜合金 •等
弹簧的设计
需求分析
机械设计基础第16章
35
第16章
轴 系 零 部 件
(4) 轴的结构设计及绘制结构草图。
① 轴系各零件的位置和固定方式。齿轮安装在轴的中部, 两侧分别用轴环和套筒作轴向固定,用平键(键14×45 GB
1096-90)联接作周向固定。轴承安装在齿轮两边,左边轴
承用轴肩作轴向固定,轴承孔与轴颈采用过渡配合;右边轴 承用套筒作轴向固定,轴承孔与轴之间也采用过渡配合;两 边轴承的外圈用轴承盖作轴向固定。弹性套柱销联轴器安装 在轴的外伸端,用平键(键10×70 GB 1096-90)联接作周向 固定,用轴肩作轴向固定。 以上各零件布置见图16-13。
图16-4 曲轴
8
第16章
轴 系 零 部 件
16.1.2 轴的常用材料及热处理
轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制 圆钢和锻件。锻件的内部组织均匀,强度较好,重要的轴、 大尺寸或阶梯尺寸变化较大的轴,应采用锻制毛坯。对直径 较小的轴,可直接用圆钢加工。
轴的常用材料及其主要力学性能见表16-1。
36
第16章
轴 系 零 部 件
图16-13 减速器从动轴设计
37
第16章
轴 系 零 部 件
② 确定轴的各段直径和长度。如图16-13所示,将轴分
为6段,分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ表示。
38
第16章
轴 系 零 部 件
(5) 按弯、扭组合作用验算轴的强度。
① 绘出轴的空间受力图,求轴上的作用力。 轴的跨度:
由式(16-2)可得实心圆轴的设计公式为 (16-3)
常用材料的[τ]值与C值可查表16-3。若轴上有一个键 槽,可将算得的直径增大3%~5%; 如有两个键槽, 可增大 7%~10%。
机械设计基础课件-滚动轴承
为了满足不同承载能力的需要,把同一内
径的轴承,做成不同的外径和宽度。这种内径相同而外径
和宽度不同的变化系列称为尺寸系列。GB/T272-93规定轴
承的尺寸系列代号由基本代号左起第二、三位数字表示。
基本代号左起的第二位数字代表轴承的宽(高)度系列,它表 示的是内径和外径相同的(同类)轴承,在宽(高)度方面的变 化。 基本代号左起第三位数字代表轴承的直径系列,它表示的 是内径相同的同类轴承,在外径和宽度方面的变化。 图16-4所示为内径相同,而直径系列不同的四种轴承的对
表示酚醛胶布实体保持架。
§16-3 滚动轴承的选择计算
滚动轴承的选用,首先是轴承类型的选择。正确地选择出合适 的轴承类型,首先必须熟悉各类轴承的特点,然后考虑机械设 备对轴承的要求,包括工作载荷、转速、寿命、旋转性能等方 面的要求,选择轴承类型总的原则是:选择轴承性能特点与要 求相符合的类型。
一、失效形式
① 内部结构代号
Байду номын сангаас
表示同一类型轴承不同的内部结构,用字母表示,紧跟 在基本代号的后面。内部结构代号如表16-7所示。
② 公差等级代号
表示轴承的公差等级,用字母和数字表示。公差等
级代号列于表16-8。
③ 游隙代号
表示轴承径向游隙值的大小,用字母和数字表示。
常用的轴承游隙由小至大分为1组、2组、0组、3组、4组 和5组,其中0组游隙是常用的基本组游隙,在代号中可 省略不写,其它的游隙组为辅助游隙组,在代号中分别 用/C1、/C2、/C3、/C4、/C5表示。 公差等级代号与游隙 代号同时表示时,可进行简化,取公差等级代号加上游 隙组号组合表示,如/P63。
下降、振动和噪音增加。
机械设计基础第16章
16.1.3 联想创新法
联想是由一事物想到另一事物的心理活 动或思维方式。联想思维由此及彼、由表 及里,形象生动,无穷无尽。利用联想思 维进行创造的方法称为联想创新法。联想 创新法的主要类型如下。 (1) 相似联想 (2) 接近联想 (3) 对比联想 (4) 强制联想
16.2 机构创新设计
16.2.1 根据组合原理创新
•
1、
功的路 。20.10.1520.10.15Thursday, October 15, 2020
成功源于不懈的努力,人生最大的敌人是自己怯懦
•
2、
。1 5:05:48 15:05:4 815:051 0/15/2 020 3:05:48 PM
16.1.2 系统分析法
1.设问探求法
这是用系统提问的方式打破传统思维的束缚,以拓展 设计思路、提高创新能力的一种方法。设问探求法主要有 “5W2H法”和“奥斯本设问法”两种。
2.列举分析法
列举分析法是通过详细列举待设计、改进产品的各种 特性,在全面分析的基础上找出更多设计方案的创新方法, 常见的有特性列举法、缺点列举法和希望点列举法。
2.机构的倒置
机构的运动构件与机架的转换,称为机构的倒 置。按照运动相对性原理,机构倒置后各构件间 的相对运动关系不变,但可以得到不同特性的机 构。图16.2为机构倒置的例子。
16.3 结构方案的创新设计
机械结构设计的任务是在总体设计的基 础上,根据所确定的原理方案,决定满足 功能要求的机械结构,所确定的结构除应 能够实现原理方案所规定的动作要求外, 还应能满足设计对结构的强度、刚度、精 度、稳定性、工艺性、寿命、可靠性等方 面的要求。
16.3.2 提高性能的设计
机械产品的性能不但与原理设计有关, 结构设计的质量也直接影响产品的性能, 甚至影响产品功能的实现。在图16.3(a) 中,过盈配合连接结构在轮毂端部应力集 中严重,图(b)、(c)、(d)的结构通 过降低轴或毂相应部位的局部位置的刚度 使应力集中有所降低。
机械设计第十六章-PPT文档资料
106~ 103~ ~103
105
S:静 D:动 L:低 M:中 H:高
常用弹簧钢主要有下列几种:
碳素弹簧钢:价廉,多次重复变形后易失去弹性,工作温 度<130℃
低锰弹簧钢:淬透性较好和强度较高,淬火后容易产生裂 纹及热脆性,用于尺寸不大弹簧
硅锰弹簧钢:弹性极限显著提高,回火稳定性好,用于汽 车、拖拉机的螺旋弹簧
精品
机械设计第十六章
按形状分 螺旋弹簧
圆柱形 圆锥形 拉伸弹簧
按受载分 压缩弹簧
分类
环形弹簧
扭转弹簧
碟形弹簧
平面涡圈弹簧 板弹簧
16-2圆柱螺旋弹簧的结构、制造、材料及许用应力
1.圆柱螺旋压缩弹簧 弹簧的节距→p 自由状态→间距δ 最大载荷作用下→δ1 δ1=0.1d≥0.2mm d为弹簧丝的直径
Hn = H0 -λn
H0 =nd+Hh Hn = H0 + λn
mm 备注 取标准值
b在1~5.3的范围选取 Hh为钩环展开长度 λn 为工作变形量
有效圈数n
按16-11计算
n≥2
表16-3 续
参数名称及代号
总圈数n1 节距 p 轴向间距δ 展开长度L 螺旋角α弹簧
拉伸弹簧
冷卷: n1=n+(2~2.5)
YII型热卷: n1=n+(1.5~2)
p=(0.28~0.5)D δ=p-d
L=-πc-o-Ds-nα-1
n1=n p=d L≈πDn+Lh
α=tan-1(p/πD)
ms=π--4d-2-Lγ
mm
备注
拉伸弹簧n1尾数为1/4、 1/2、3/4、整圈,推 荐用1/2圈
两个端面圈均与 加热卷绕时弹簧丝两端
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应重新选取参数,改变b值,或改变弹簧两端支承 方式,或采用加导杆或导套的结构等
第16章 弹簧
16.3.6 圆柱螺旋弹簧的设计计算
1)根据工作条件,选择弹簧材料,并查出其力学性能数据 2)选择旋绕比,计算出曲度系数 3) 根据结构尺寸要求初定弹簧中径,估取弹簧丝直径,查出许用应力 4)按强度条件确定所需弹簧丝直径 5)按刚度条件确定弹簧有效圈数 6)计算弹簧的其他尺寸 7)验算压缩弹簧的稳定性 8)绘制弹簧工作图
1)选择材料并确定其许用弯曲应力 2)选择旋绕比,计算曲度系数 3)计算弹簧丝直径 4)确定弹簧工作圈数 5)计算弹簧的扭转刚度 6)计算弹簧的其他尺寸 7)绘制弹簧工作图
压缩弹簧和无预应力的拉伸弹簧
max
8Fmax C 3n Gd
n
Gd 8FmaxC 3
max
有初应力的拉伸弹簧
max
8(Fmax F0 )C3n Gd
n
Gd 8(Fmax F0 )C3
max
k
F
Gd 8C3n
Gd 4 8D23n
第16章 弹簧
16.3.5 圆柱螺旋压缩弹簧的稳定性
稳定性验算:
Fc kCB H0 Fmax
第16章 弹簧
பைடு நூலகம்
16.3.4 圆柱螺旋弹簧的强度和刚度
F
F
d2
4
T
T WT
F D2 2
d3
8FD2
d3
16
F
d2
8FD2
d3
4F
d2
(1
2D2 ) d
4
4F
d2
(1 2C)
d 1.6 KCFmax
[ ]
第16章 弹簧
16.3.4 圆柱螺旋弹簧的强度和刚度
8FD23n 8FC3n
Gd 4
Gd
螺旋弹簧的制造过程包括:卷制、挂钩 的制作或支承圈的精加工、热处理和工艺试 验等。对于重要的弹簧还需进行强压处理。
第16章 弹簧
16.3 圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的设计计算
第16章 弹簧
16.3.2 圆柱螺旋弹簧的结构
1.圆柱螺旋压缩弹簧
2.圆柱螺旋拉伸弹簧
第16章 弹簧
16.3.3 圆柱螺旋弹簧的特性曲线
第16章 弹簧
16.4 圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算
16.4.1 圆柱螺旋扭转弹簧的结构及特性曲线
第16章 弹簧
16.4.2 圆柱螺旋扭转弹簧受载时的应力及变形
max
K1M W
K1Tmax 0.1d 3
[b ]
180TDn
EI
kT
T
EI 180Dn
第16章 弹簧
16.4.3 圆柱螺旋扭转弹簧的设计
按照所承受载荷的不同,弹簧可以分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转 弹簧和弯曲弹簧等四种;按照弹簧的形状不同,可以分为螺旋弹簧、环 形弹簧、碟形弹簧、平面涡卷弹簧和板簧等。
第16章 弹簧
16.2 弹簧材料及制造
常用弹簧钢:
1.碳素弹簧钢 2.低锰弹簧钢 3.硅锰弹簧钢 4.铬钒钢
16.2.2 许用应力 16.2.3 弹簧的制造
第16章 弹簧
16.1 概述 16.2 弹簧材料及制造 16.3 圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的设计计算 16.4 圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算
第16章 弹簧
16.1 概述
16.1.1弹簧的作用 1)控制机构的运动 2)缓冲吸振 3)储存和释放能量 4)测量力的大小
第16章 弹簧
16.1.2 弹簧的分类