弹簧设计手册

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,佳 能 五 金 制 品 厂,CHIANENG METAL MFY.,LTD,弹簧设计讲座,讲师,:,刘理彬,2002,年,10,月,1,弹簧设计讲座大纲,一、佳能公司简介。,二、弹簧使用之材料及用途：,A,、,SUS;B,、,SWC,；,C,、,SWPAB,；,D,、,其它；,三、弹簧的设计资料及实例解析,A,、压簧,设计资料（,JIS B 2704,）,B,、拉簧,设计资料（,JIS B 2707,、,2708,）,C,、,扭簧设计资料（,JIS B 2709,）,四、弹簧的,JIS B,公差标准,A,、,压簧,B、拉簧,C,、,扭簧,五、弹簧设计的应考量事项及界限值,A,、,镀金、银,B、镀铬,C、镀镍,D,、,镀锡,E,、,镀锌,F、染黑,六、三视图与一视图的位置关系及测量系统解析,2,一、佳,能,公司简介,企业形态,:,台商独资,企业代表,:,廖信华,资本金,:6250,万港币,台设厂,时间,:1973,年,11,月,中国大陆设厂时间,:1994,年元月,从业人员,:400,人,(,日本人二名,台籍七名,),主要产品,:,精密弹簧、精密轴,生产能力：弹簧：,140,，,000,，,000PCS,、,轴：,13,，,000,，,000PCS,材料来源：日本、韩国、台湾,设备数量：弹簧,137,台，轴,120,台；设备产地：日本、德国、台湾,加工范围：弹簧线径,0.08mm,4.0mm,轴外,径：,1.0mm,42mm,3,一、佳,能,公司简介,客户比例：日系,66%,、台系,26%,、其它,8%,主要客户：柯尼卡（,Konica),理光,(Ricoh,）,佳能（,Canon),爱 华（,Aiwa),索尼（,Sony),东芝（,Toshiba),摩托罗拉（,Motorola,）,三洋（,Sanyo,）,尼康（,Nikon,）,注：于,98,年元月通过,ISO9002,认证，计划于,2003,年六月前完成,ISO9002,（,94,版与,2000,版）换证工作，以及,QS9000,认证。,4,二、弹簧使用之材料及其用途,5,二、弹簧使用之材料及其用途,6,三、弹簧设计资料,7,三、弹簧设计资料,8,三、弹簧设计资料,弹簧定数,K=,弯曲应力,=,（安全确认）,安全角（间隔角）,14,度以下,弹簧指数,413,扭转应力 容许限界以下,第,1,荷重（,A,）,0.8L,以下,第,2,荷重（,B,）,1.2M,以上,荷重,P=K,Gd,4,8D,3,Na,8DP,d,3,K,K=,4C-1,4C-4,+,0.615,C,压缩弹簧,(,无研磨,),(,研磨,),9,三、弹簧设计资料,荷重,P=k+Pi,初,张力,Pi=,d,4,G,800D,2,Gd,4,8D,3,Na,K =,弹簧定数,弯曲应力,自由长,8DP,d,3,=,L,0,=d(N+1)+2.2(D-d),k,（安全确认）,扭转应力 容许限界以下,弯曲应力 容许限界以下,初张力的减少 （最大引张时）,引张弹簧,10,三、弹簧设计资料,(,臂长度的场合,),弹簧定数不清,荷重,弯曲应力,(,安全确认,),弯曲应力,容许限界以下,kTd,=,Ed,4,3667DN+389(a1+a2),P=,R,kTdd,=,Edd,360DN,=,32PR,d,3,kb,kb=,4C,2,C-1,4C(C-1),扭力弹簧,11,日本,JIS B 27042709,摘要,弹簧特性的许容差,表,3-7,冷间成形压缩线圈弹簧的寸法及弹簧的特性许容差。,项目 许容差或范围,（,a,）,有指定的弹簧特性时要做为参考值,.,（,b,）,没指定弹簧特性时要参考次表,.,自由高度,等级,1,级,2,级,3,级,4,以上,8,以下,1.0%,最小,0.2mm,2.0%,最小,0.5mm,3.0%,最小,0.7mm,8,以上,15,以下,1.5%,最小,0.5mm,3.0%,最小,0.7mm,4.0%,最小,0.8mm,15,以上,22,以下,2.0%,最小,0.6mm,4.0%,最小,0.8mm,6.0%,最小,1.0mm,D/d,12,线圈直径是内径或外径的选那一方规定,其数值是按照如下表,线圈直径,D/d,1,级,2,级,3,级,4,以上,8,以下,1.0%,最小,0.15mm,1.5%,最小,0.20mm,2.5%,最小,0.40mm,8,以上,15,以下,1.5%,最小,0.20mm,2.0%,最小,0.30mm,3.0%,最小,0.50mm,15,以上,22,以下,2.0%,最小,0.30mm,3.0%,最小,0.50mm,4.0%,最小,0.70mm,等级,日本,JIS B 27042709,摘要,13,日本,JIS B 27042709,摘要,（,a,）,总卷数,(a),有指定的弹簧特性时要做为参考值,.,（,b,）,没指定弹簧特性时要参考次表,(20T,以下，,1/4T).,进行端面研削弹簧的线圈外侧面面的倾斜许容限度如下表：,1,级,2,级,3,级,线圈外侧面的倾斜,0.05H。(1.15),0.05H。(2.9),0.08H。(4.6),注：,H,。：,自由高度,括弧内的倾斜角度,14,日本,JIS B 27042709,摘要,弹 簧 特 性,指定,弹簧特性是要把指定高度时的荷重指定,但是需要弹簧定数时,也可以指定这个公差,.,指定长度的荷重,有效圈数,1,级,2,级,3,级,3,以上,10,以下,5%,10%,15%,10,以上,4%,8%,12%,等级,指定高度时的荷重是这时的垂度是规定于试验荷重时的垂度,20,80%,之间,.,15,日本,JIS B 27042709,摘要,弹簧定数是在於试验荷重时的垂度,30,70%,之间的,2,个荷重点,按照荷重的差和垂度的差来规定,.,弹簧定数,等级,1,级,2,级,3,级,3,以上,10,以下,5%,10%,15%,10,以上,4%,8%,12%,有效圈数,16,自由高度,等级,1,级,2,级,3,级,4,以上,8,以下,1.0%,最小,0.2mm,2.0%,最小,0.5mm,3.0%,最小,0.7mm,8,以上,15,以下,1.5%,最小,0.5mm,3.0%,最小,0.7mm,4.0%,最小,0.8mm,15,以上,22,以下,2.0%,最小,0.6mm,4.0%,最小,0.8mm,6.0%,最小,1.0mm,D/d,日本,JIS B 27042709,摘要,b),没有弹簧特性指定时自由长许容差是按照如下表,.,a),有弹簧特性的指定时自由高度要做为参考值。,项目 许容差或范围,3-8,冷间成形引张线圈弹簧的寸法及弹簧的特性许容差,.,17,日本,JIS B 27042709,摘要,线圈直径的许容差是用外径来规定,其数值是按照如下表,线圈直径,等级,1,级,2,级,3,级,4,以上,8,以下,1.0%,最小,0.15mm,1.5%,最小,0.20mm,2.5%,最小,0.40mm,8,以上,15,以下,1.5%,最小,0.20mm,2.0%,最小,0.30mm,3.0%,最小,0.50mm,15,以上,22,以下,2.0%,最小,0.30mm,3.0%,最小,0.50mm,4.0%,最小,0.70mm,D/d,总卷数及钩环,总卷数是原则上做为参考值，钩环的对向角、偏中心、倒、突出的许容差是依从于收付当事者间的协商,.,18,日本,JIS B 27042709,摘要,一般设计参照下表：,对向角,1,级,2,级,3,级,10T,以下,D/d8,15,20,25,10T-25T,8D/d15,25,30,35,25T-40T,15D/d15,30,35,40,等级,圈数,D/d,当：指数（,D/d,）,大于,15,时，圈数超过,40T,，,双方协商，但最小角度不小于,40.,19,日本,JIS B 27042709,摘要,指定长度的荷重,指定,弹 簧 特 性,弹簧特性是指定于指定长度时的荷重，但是特别需要弹簧定数时也可以指定,.,对于有效卷数,3,以上的弹簧，指定长度时的许容差是如下：,(,初张力,)+(,指定长度时的荷重,-,初张力,),在这里,(,初张力的平衡度,),和,(,对于垂度荷重的平衡度,),是依各如下表,等级,1,级,2,级,3,级,0.10,0.15,0.20,0.05,0.1,0.15,20,日本,JIS B 27042709,摘要,指定长度时的荷重是,规定于其试验时的垂度是试验时的垂度,20,80%,之间,但是指定长度时的垂度是做为,4mm.,弹簧定数,等级,1,级,2,级,3,级,3,以上,10,以下,5%,10%,15%,10,以上,4%,8%,12%,有效圈数,弹簧定数是在於试验荷重时的垂度,30,70%,之间的,2,个荷重点,按照荷重的差和垂度的差和垂度来规定,.,21,日本,JIS B 27042709,摘要,1-3,扭线圈弹簧,（,1,）弹簧的形状,弹簧的端末形状是依安装方法、安装地方而需要特殊的形状，也非常复杂,这里的图,3-3,3-5,形状的形状大致区分,图,3-3,基本形状,(a),短的钩环,(b),折角,(c),直线起,码,22,图,3-4,基本形状,（,a,）,直线段,(b)1,段弯曲,(c),工段弯曲,(d),钩环,日本,JIS B 27042709,摘要,23,日本,JIS B 27042709,摘要,图,3-5,双扭簧,(2),尺寸及弹簧特性,(2.1),许容差的等级 尺寸及弹簧特性的许容差等级是,1,级,2,级,3,级,这等级是每各项目应于各种各样的需要而独立选定,但没有特别需要的许容差是不指定,.,(2.2),尺寸及允许差，弹簧的尺寸是依从指定，尺寸许容差是依从如下,.,24,日本,JIS B 27042709,摘要,（,1,）杆的自由角度，有弹簧特性的指定时，杆的自由角度是做为参考值，没有弹簧特性的指定时杆的自由角度许容差是依表,3-9,表,3-9,杆的自由角度的许容差,等级,1,2,3,3,以下,8,10,15,3,以上,10,以下,10,15,20,10,以上,20,以下,15,20,30,20,以上,30,以下,20,30,40,卷数,备注：这个值的适用于,D/d 4,以上，,22,以下,.,25,日本,JIS B 27042709,摘要,(2),线圈直径,线圈直径的许容差是,应于弹簧的用途而内径或外径的那一方来规定,.,其数值是依表,3-10.,表,3-10,线圈直径的许容差,等级,1,2,3,4,以上,8,以下,1.0%,最小,0.15mm,1.5%,最小,0.2mm,2.5%,最小,4.0mm,8,以上,15,以下,1.5%,最小,0.2mm,2.0%,最小,0.3mm,3.0%,最小,0.5mm,15,以上,22,以下,2.0%,最小,0.3mm,3.0%,最小,0.5mm,4.0%,最小,0.7mm,D/d,注,:(1),许容差是有需要时可以取单方面,这时把表中的许容差范围取一方,.,(2),线圈部的长度,线圈部的长度许容差是,依表,3-11,但是不适用于卷粘着的部品,.,26,日本,JIS B 27042709,摘要,表,3-11,线圈部长度的许容差,等级,1,2,3,4,以上,8,以下,1.5%,最小,0.3mm,3.0%,最小,0.6mm,5.0%,最小,1.0mm,8,以上,15,以下,2.0%,最小,0.4mm,4.0%,最小,0.8mm,7.0%,最小,1.4mm,15,以上,22,以下,3.0%,最小,0.6mm,6.0%,最小,1.2mm,9.0%,最小,1.8mm,D/d,(4),杆部的长度 杆部长度的测定是,图,3-6,杆部的长度,L,依,L1,来进行,其许容差是依表,3-12.,27,日本,JIS B 27042709,摘要,表,3-12,杆部的长度 许容差,等级,材料直径,1,2,3,0.1,以上,0.5,以下,2.0%,最小,0.3mm,3.