机械设计弹簧课件

二、弹簧的类型二、弹簧的类型1 按受力不同按受力不同：压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧二、弹簧的类型1 按受力不同：压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧和12 按外形不同按外形不同螺旋弹簧、碟形簧、环形簧、盘弹簧和板簧螺旋弹簧、碟形簧、环形簧、盘弹簧和板簧 2 按外形不同螺旋弹簧、碟形簧、环形簧、盘弹簧和板簧 215-2 弹簧的材料及制造弹簧的材料及制造2 常用材料常用材料 碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈钢、有色金属等碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈钢、有色金属等一、弹簧材料一、弹簧材料弹簧材料的许用应力与弹簧的受载循环次数有关弹簧材料的许用应力与弹簧的受载循环次数有关(见表见表)二、弹簧的许用应力二、弹簧的许用应力1)较高的弹性极限和疲劳极限较高的弹性极限和疲劳极限2)良好的韧性及热处理性能良好的韧性及热处理性能。1 对弹簧材料的要求对弹簧材料的要求15-2 弹簧的材料及制造2 常用材料一、弹簧材料3表15.2 弹簧材料及许用应力表15.2 弹簧材料及许用应力4三、螺旋弹簧的制造三、螺旋弹簧的制造螺旋弹簧的制造过程主要包括：螺旋弹簧的制造过程主要包括：1 卷绕卷绕 冷卷冷卷 弹簧丝直径较小，低温回火弹簧丝直径较小，低温回火 热卷热卷 弹簧丝直径较大，淬火及回火弹簧丝直径较大，淬火及回火2 钩环的制作或两端的加工钩环的制作或两端的加工3 热处理热处理4 工艺试验。工艺试验。强压处理是指将弹簧预先压制到超过材料的屈服极限，并保持一段时间后卸载，使簧丝表面层产生与工作应力方向相反的残余应力，受载时可抵消一部分工作应力，可提高弹簧的承载能力 三、螺旋弹簧的制造1 卷绕 2 钩环的制作或两端的加工3515-3 圆柱形拉压弹簧的应力分析圆柱形拉压弹簧的应力分析一一 弹簧的应力弹簧的应力15-3 圆柱形拉压弹簧的应力分析一 弹簧的应力6由材料力学，圆柱形拉压弹簧受载荷后轴向变形量：由材料力学，圆柱形拉压弹簧受载荷后轴向变形量：二二 弹簧的变形弹簧的变形定刚度的压缩和拉伸弹簧的刚度为定刚度的压缩和拉伸弹簧的刚度为由材料力学，圆柱形拉压弹簧受载荷后轴向变形量：二 弹簧的变715-4 圆柱形拉压弹簧的设计计算圆柱形拉压弹簧的设计计算一一 圆柱螺旋弹簧的结构与几何尺寸圆柱螺旋弹簧的结构与几何尺寸1 圆柱螺旋弹簧的结构圆柱螺旋弹簧的结构1)压缩弹簧 弹簧两端并紧，不参与弹簧变形，只起支承作用，称死圈15-4 圆柱形拉压弹簧的设计计算一 圆柱螺旋弹簧的结8拉伸弹簧用圆形簧丝卷绕而成，在卷制时各圈相互并紧2)拉伸弹簧2 几何尺寸几何尺寸(见表见表)拉伸弹簧用圆形簧丝卷绕而成，在卷制时各圈相互并紧2)拉伸弹9表15.4 圆柱螺旋弹簧几何尺寸计算表15.4 圆柱螺旋弹簧几何尺寸计算103 圆柱螺旋压缩弹簧的特性线圆柱螺旋压缩弹簧的特性线1）压缩弹簧）压缩弹簧表示弹簧载荷与变形之间关系的曲线称为弹簧特性线。3 圆柱螺旋压缩弹簧的特性线1）压缩弹簧表示弹簧载荷与变形112)拉伸弹簧拉伸弹簧有初应力（图15.6 b）无初应力（图15.6 a）2)拉伸弹簧有初应力（图15.6 b）无初应力（图15.12二二 弹簧的设计计算弹簧的设计计算1、已知条件、已知条件2、设计步骤、设计步骤：1）根据工作条件选定弹簧材料并求许用应力；2）选择旋绕比C、计算曲度系k1；3）强度计算1）弹簧受的最大工作载荷F22）相应的弹簧压缩变形量3）其他要求（如空间位置要求、工作温度等）二 弹簧的设计计算1、已知条件2、设计步骤：1）根据工作条134）刚度计算 可得弹簧工作圈数5）稳定性计算 B=H0/D2 6）结构设计(按表)两端固定时，取b5.3；一端固定，另一端铰支，取b3.7；两端铰支，取b2.6。7）绘制弹簧工作图。4）刚度计算 可得弹簧工作圈数5）稳定性计算 B 14