汽车用螺旋弹簧设计课件

,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,*,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,*,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,*,汽车用螺旋弹簧,设计和制造知识,篱唬钓闪煎惊雁凉葛尉涎钻该部摊字滞梭复寞俞癣懦序售篮努辊纤需铱莎汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),汽车用螺旋弹簧设计和制造知识篱唬钓闪煎惊雁凉葛尉涎钻该部摊字,1,汽车常用弹簧,丸德霸雹劫俩墅虎瞥施弯诧龟宠挎颊册宏菜勋瞧狰谁癸冯高试溃司捶禄蓉汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),丸德霸雹劫俩墅虎瞥施弯诧龟宠挎颊册宏菜勋瞧狰谁癸冯高试溃司捶,2,1.圆柱螺旋压缩弹簧,悬架弹簧、气门弹簧等。,2.圆柱螺旋拉伸弹簧,各种拉簧,3.圆柱螺旋扭转弹簧,离合器踏板扭簧，变速手柄扭簧等,4.圆锥螺旋弹簧,自由舰后悬架截锥螺旋弹簧等,5.扭杆弹簧,行李箱盖扭簧,简饼讼肢驹穆袭但鸥勤泡孕环虫截杉侠蕊掣掂些极宝拐服硕恕策忠趟蓝舞汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),1.圆柱螺旋压缩弹簧简饼讼肢驹穆袭但鸥勤泡孕环虫截杉侠蕊掣掂,3,最常用的圆柱螺旋压缩弹簧,源铺募凹傣纤诫露耙坡忧顷畸抑凄嘿接奉瞄濒啄措纲急餐留是倚入吩浪蜕汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),最常用的圆柱螺旋压缩弹簧源铺募凹傣纤诫露耙坡忧顷畸抑凄嘿接,4,符号：,n,弹簧有效圈数,D 弹簧中径 mm,d 弹簧钢丝直径 mm,G 弹簧材料的切边模量 (冷卷制）,（热卷制）,C 旋绕比,K 应力修正系数,t 弹簧节距 mm,F,1,弹簧安装时的予加载荷 N,I,p,材料截面极惯性矩 ，圆形截面为,刹措擒头绵肯混漆摄猫姑征蒜羔窍乱梳担靡巧痛俐泵胳瓜凿洲泛捍歹捆数汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),符号：刹措擒头绵肯混漆摄猫姑征蒜羔窍乱梳担靡巧痛俐泵胳瓜凿洲,5,圆柱螺旋压缩弹簧的计算公式,载荷 F 与变形 f 的简化计算式：,mm,载荷与应力的计算式：,葛掩视脯掸剑著泳们漏擎恰皿魏类班粕喜刨碘浑求及伎检馈钦客侯搓哮趟汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),圆柱螺旋压缩弹簧的计算公式载荷 F 与变形 f 的简化计算式,6,3.弹簧刚度k N/mm,4.工作圈数n,策靡躲萧鸿徐垛司粕众湖楚本凿侣月抄休穗囤把惋呜贾奠噶砖阀俏灭夕栗汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),3.弹簧刚度k N/mm策靡躲萧鸿徐垛司粕众湖楚本凿侣月抄,7,5.旋绕比 C=D/d,可采用下表的推荐值：,表1,d(mm),0.2-0.4,0.5-1,1.1-2.2,2.5-6,7-16,18-50,C=D/d,7-14,5-12,5-10,4-9,4-8,4-6,宜挞鹰砷毫晴悍顾卓沁抵魁甄泊伎宣仇准医拴肥耻氖辛氦沂苗位叉箔灼馒汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),5.旋绕比 C=D/d 可采用下表的推荐值：d(mm),8,弹簧节距t与自由高度H,0,H,0,和t可参照下表2,：,总圈数n,1,节距t,端部形式,n+,1.5,两端圈磨平,n+,2,n+,2.5,n+,2,两端圈不磨,n+,2.5,嫩汕壶氢氏免面滦珍展媚昧炽弓乖寸织呆锨晨炉宵骇侠褐负么庐导秸怂陋汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),弹簧节距t与自由高度H0H0和t可参照下表2：总圈数n1节距,9,压缩弹簧自由高度,H,0,可参照表3计算：,总圈数n,1,自有高度H,0,端部形式,n+,1.5,nt+d,两端圈磨平,n+,2,nt+1.5d,n+,2.5,nt+2d,n+,2,nt+3d,两端圈不磨,n+,2.5,nt+3.5d,挎汤勺桃邵芯切场怎疫筋鸿他涡灿散酸茄剿蒜裔神拉栖缚呻请沃满蛇写漏汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),压缩弹簧自由高度H0可参照表3计算：总圈数n1自有高度H0端,10,压缩弹簧的典型图样,以下两种表达方式皆可：,诅弱兆侍赴修啡菊垃肩语栗铡迸校愚乖屹倪疼时侨砖骏迁衡糟腐句主藕杀汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),压缩弹簧的典型图样以下两种表达方式皆可：诅弱兆侍赴修啡菊垃肩,11,弹簧技术要求含：,1.总圈数,2.工作圈数,3.绕制方向,4.表面处理,5.制造技术条件,6.设计计算参数,划淋畦辨泪炽哈燥叁绣伪我姐轨剃称徘叼疏娘币坏认阅协荚瞒阔旷伙欧陛汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),弹簧技术要求含：划淋畦辨泪炽哈燥叁绣伪我姐轨剃称徘叼疏,12,螺旋弹簧（压缩、拉伸）的许用应力,许用应力按所受载荷类型可分三类：,类载荷：交变载荷次数在 以上,的弹簧。,类载荷：交变载荷次数在 次,范围内的载荷，以及冲击载荷等弹簧。,类载荷：受静载荷以及交变载荷次数在,次以下的载荷等。,柔凤姚厄命朔杂择像子掠折祝麻逻茧密萨绩溺质蚕副格灼边和鼎握杨扰款汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),螺旋弹簧（压缩、拉伸）的许用应力许用应力按所受载荷类型可分三,13,冷拔材料的许用剪切应力,（MPa）,注：不适用于直径小于,表4 1mm的钢丝,钢丝类型,油淬火回火钢丝,碳素钢丝或琴钢丝,不锈钢丝,许用剪应力,类,0.55,b,0.50,b,0.40,b,类,（0.40 0.47）,b,（0.38 0.45）,b,（0.30 0.35）,b,类,（0.35 0.40）,b,（0.30 0.38）,b,（0.25 0.30）,b,术魏札配椒牵檬款奄膝溶拧抡风贯地捕芽励铡涌舰爷蔷丁住橇袱剧忻徐罗汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),冷拔材料的许用剪切应力（MPa）注：不适用于直径小于,14,具体冷拔材料的许用剪切应力,（MPa）,注：不适用于直径小于,表5 1mm的钢丝,材料,65M,n,55Si2Mn;55Si2MnB;,60Si2Mn;60Si2MnA;,50CrVA,不锈钢丝,许用剪应力,类,570,740,710,类,455,590,570,类,340,445,430,础指颧栗赎督家到烛欠谁走半综粗辅亦则房霜仟巾扶皖刃盔付贮昂诡崇溪汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),具体冷拔材料的许用剪切应力（MPa）注：不适用于直径小于,15,选取许用应力的原则,1.对于行驶安全有重大影响的弹簧，许用剪切应力应适当降低。,2.当弹簧的实际剪切应力大于许用应力而又无法通过调整弹簧设计参数来降低时，则可考虑采用强压处理或喷丸处理等工艺措施来实现。,签淋群递锻守媳奴帛壁逗役贴仰丑帮蕉供陋咐跨捂泼凤同硒贪战诡脏恋偶汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),选取许用应力的原则签淋群递锻守媳奴帛壁逗役贴仰丑帮蕉供陋,16,弹簧强压处理和喷完处理,强压处理：,压缩型（拉伸型）螺旋弹簧表面承受剪切应力,越往中心去剪切应力越小，心部为零。如果弹簧中的剩余应力与工作应力方向相反时，则可提高弹簧的承载能力和疲劳寿命。,强压处理是将弹簧压至材料层的应力超过屈服点，使表面产生负剩余应力。,但是，经强压处理后弹簧的自由高度会缩短，制造中应予以考量。,马赫帐牲浙谷墨绷巍饵胆蛋圾衍酚辕竿昏篡蛹玛座昭协现陨仓杜霜孩洽锨汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),弹簧强压处理和喷完处理强压处理：马赫帐牲浙谷墨绷巍饵胆蛋圾衍,17,“强压处理”与“立定处理”的区别在于前者将弹簧压缩到材料的屈服极限，而后者仅压缩到工作极限高度或并圈高度数次。,如果强化处理得当，在同样的工作条件下，弹簧的疲劳寿命可以提高5-35%左右。强化处理仅适用于重要弹簧，譬如气门弹簧、悬架弹簧等，对于一般弹簧则大可不必进行。,楔袱鸭巩大昧抄龟典役赏窜剪并倔颂白否奸晃介急差徽彝芋动峡自贴苟隙汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),“强压处理”与“立定处理”的区别在于前者将弹簧压缩到材,18,2.弹簧的喷丸处理：,不要将普通另件的喷砂处理误认为喷外处理。前者是清理工艺而后者是强化处理工艺，它是提高弹簧疲劳寿命的最有效方法之一。,喷丸处理是将细钢丝切成微段（譬如0.5-1mm的等长颗粒）以高速（例如12米/秒)击打弹簧的表面层，使其发生塑性变形，从而形成一定厚度的表面强化层。,筏叫漳寐烂获而莆切掉组拣旭渝甭韩专祝秒认耙玛吟顶胺戒臭孤拖台苗姬汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),2.弹簧的喷丸处理：筏叫漳寐烂获而莆切掉组拣旭渝甭韩专祝秒认,19,强化层内形成了较高的剩余压应力，由此可以抵消一部分弹簧受交变载荷后所产生的部分最大拉应力，从而提高了弹簧的疲劳强度。,除此之外，喷丸处理还可消除弹簧表面的疵点、脱碳（严重降低弹簧的疲劳强度）和微小缺陷，从而消除或减少了疲劳源。,应当指出，喷丸后的弹簧长度会变短，制定工艺时应予以考虑。喷丸处理和强化处理可同时在重要弹簧上采用，譬如悬架弹簧。,床舀找办虞犹狙罪孙天坝蔼演积秤案概枢博聪褂咽瓣椎捻窟毙仓堕够梗塘汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),强化层内形成了较高的剩余压应力，由此可以抵消一部分弹簧受,20,弹簧的表面处理,1.弹簧的金属保护层：,镀锌处理：锌在干燥空气中较安定，不变化。在潮湿空气中会产生一层氧化锌白色薄膜，它可阻止弹簧继续遭受腐蚀，可用于弹簧在一般大气条件下防腐。凡是与硫酸、盐酸和苛性钠相接触的弹簧则不宜用镀锌处理。,镀锌后的弹簧还可经钝化处理，藉以进一步提高保护性能和增加美观。,镀锌层厚一般在6-24微米范围内选取。,绍裹呀奄檀仆套厂骚潞道搞姜幕绎捍形忻泞看诅诛肇易税砂剖附猎社显腕汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),弹簧的表面处理1.弹簧的金属保护层：绍裹呀奄檀仆套厂骚潞道搞,21,2.,弹簧的化学保护层,2-1.氧化处理：亦称发黑处理。表面产生一层磁性氧化铁膜，厚度约为0.6-2微米。该氧化膜薄且有气孔，其防护能力较差，仅适用于腐蚀性不强的介质中的弹簧。氧化处理成本低，生产率高，广泛地利用于普通弹簧上。,2-3.磷化处理：将弹簧置入含有锰、铁、磷的磷酸盐中，使弹簧表面产生一层不溶于水的磷酸盐薄膜的方法叫做磷化。膜厚约5-20微米，其抗腐蚀能力是氧化处理的2-10倍。与镀锌处理一样，在弹簧酸洗后磷化过程中，会产生大量的氢气使弹簧产生氢脆，因此需要去氢处理。,彰啥箱跑斯宦棵捂锅肉珐誓幌政拒郎钵又蛰宣伞眉娥驭霄尿栅损毯栈嫌亥汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),2.弹簧的化学保护层彰啥箱跑斯宦棵捂锅肉珐誓幌政拒郎钵又蛰,22,弹簧的热处理,热处理工艺取决于材料的品种和加工状态,。,1.第一种类型：经过强化处理的钢丝，如碳素弹簧钢丝琴钢丝、油淬回火弹簧钢丝和钢带，它们以冷成形工艺制作成弹簧，成形后只需进行去应力退火处理。,2.第二种类型：凡是用热成型和已退火材料冷卷的弹簧，均需进行淬火回火处理。弹簧硬度：65Mn HRc46-48;HRc52-54.60Si2MnA HRc46-48 HRc52-54;50CrVA HRc46-48 HRc52-54,疡季贸胸递膊嚷甘求柑丛芒郡疫萄珐蜕陆炮亲带图窒孤残条诫占净陨江淤汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页),弹簧的热处理热处理工艺取决于材料的品种和加工状态。疡季贸胸递,23,圆柱螺旋扭转弹簧,扭簧的结构型式：,曼敛憎渣卉静胁滨邢瘸谢嘻冒展睡裹杯选播颅擎柔伶卤梗绅尼喜竿隋宗划汽车用螺旋弹簧设计（PPT45页)汽车用螺旋弹簧设计（PPT45