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机件原理I第5章教师手册doc.doc

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机件原理I第5章教师手册doc

第5章 彈 簧 一 相關知識補充 5-2 彈簧的種類 1. 壓縮彈簧的不同外形,如圖5-1所示。 圖5-1 ※5-3 彈簧的用語與組合 1. 彈簧的振動週期(T) T=2π (m:加於彈簧負載之質量,K:彈簧常數) τ=== 若考慮撓曲、直接壓應力、直接剪應力等因素,則最大剪應力為 τ=K K=+=應力係數 F:彈簧之軸向負荷 Dm:彈簧線圈之平均直徑 d:彈簧線直徑 C:彈簧指數(C==) 【範例】有一彈簧受到942N的軸向負荷,其線圈外徑44mm,線直徑為4mm,求彈簧最大剪應力為若干?(若修正係數K=1.14):Dm=Do-d=44-4=40mm) F=942N d=4mm τ=K=1.14=1710MPa) 5-4 彈簧的材料 1. 對一般金屬材料來說,低溫時承受一個應力產生一個對應的應變;但在高溫時,材料承受固定應力,其應變會隨時間增加的現象,稱為潛變(creep)。 2. 彈簧發生鬆弛現象,影響因素為: 1 負荷增加。  2 溫度升高。 二 隨 堂 練 習 5-1 彈簧的功用 ( D )1. 下列有關彈簧功用的敘述,何者不正確?  A 吸收機械瞬間振動的能量  B 利用彈簧產生的作用力,調節機件的位置或保持機件的接觸  C 力量的量度  D 保持機械元件的接觸彈性,避免鬆脫。 ( C )2. 一般不用電池之玩具常用  A 鍵  B 銷  C 彈簧  D 齒輪 來儲存能量當成動力來源。 ( B )3. 凸輪及離合器等組件中所使用的彈簧,其彈簧機件的主要作用為何?  A 儲存能量  B 產生作用力  C 吸收振動緩和衝擊  D 力的量度。 5-2 彈簧的種類 ( C )4. 彈簧各圈相互貼緊,兩端成掛鈎狀,此彈簧稱為  A 錐形彈簧  B 扭轉彈簧  C 拉力彈簧  D 壓縮彈簧。 ( D )5. 下列選項中何種機件可防止機件發生軸向運動  A 壓縮彈簧  B 伸張彈簧   C 蝸旋彈簧  D 扣環。 裝有鉸鏈之紗門若可自動關閉,則鉸鏈內所使用的彈簧為  A 拉伸彈簧  B 螺旋扭彈簧  C 壓縮彈簧  D 錐形彈簧。 簧線圈平均直徑與線直徑的比稱為  A 彈簧常數  B 彈簧指數  C 自由長度  D 彈簧撓曲。 如圖5-所示之總彈簧常數K為  A   B K1K2  C K1K2  D ( A )9. 彈簧常數為K之兩相同之螺旋壓縮彈簧,下列哪一個說明是正確的?  A 並聯時的彈簧常數是串聯時的4倍  B 串聯時的彈簧常數是並聯時的4倍  C 並聯時的彈簧常數是串聯時的2倍  D 串聯時的彈簧常數是並聯時的2倍。=,K並=K+K=2K    ==4,K並=4K串 ( C )10. 有一螺旋壓縮彈簧,施以100N之壓力時,量得彈簧長度為90mm;施以250N之壓力時,量得彈簧長度為60mm;則施以300N之壓力時,此彈簧之長度為多少mm? 解析:K== ∴=50 mm 5-4 彈簧的材料 ( C )11. 下列何者不是製作彈簧的材料?  A 矽錳鋼  B 琴鋼線  C   D 合成樹脂。 弛現象發生的原因為  A 負荷增加與溫度升高  B 負荷增加與溫度降低  C 負荷減少與溫度降低  D 負荷減少與溫度升高。 三 自 我 評 量 一、選擇題 題前標註*,表示重要且常考的題目 ( A )1. 機車支架緩衝器或汽車避振器,使用彈簧元件之主要應用功能為 A 吸收振動  B 產生作用力  C 儲存能量  D 力量量度。 鈎後,彈簧的組合總彈簧常數為12N/mm  C 兩彈簧串聯後承受600N荷重時,總伸長量為50mm  D 承受相同荷重時,B彈簧的伸長量為A彈簧的1.5倍。 解析: A ===30(mm)==12(N/mm) C ===50(mm)===()K,承受一軸向負荷W,則可能的最小總撓曲量為  A   B   C   D 。總撓曲量要最小,則彈簧常數K要最大,必並聯,故 。 *( B )14. 有一彈簧受到100N的軸向負荷,彈簧之外徑為50mm,彈簧線直徑5mm,則其彈簧指數為  A 8  B 9  C 10  D 11。===9 *( D )15. 兩拉伸彈簧,彈簧常數各為15N/mm及10N/mm,以串聯互鈎吊一荷重150N,則彈簧之變形量為  A 6  B 10  C 20  D 25 mm。 解析:K===6(N/m)===25(m)==25(N/mm) *( D )17. 如圖(2)所示之彈簧系統,K1=10N/mm,K2=20N/mm,K3=10N/mm,K4=10N/mm,則組合後總彈簧常數為多少N/mm?  A 15  B 20  C 30  D 35。 解析:總彈簧常數K=(K1+K2)+ =(10+20)+=35(N/mm) ( B )18. 如圖(3)所示的彈簧系統,彈簧常數K

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