13-弹性元件方案.ppt

* 第13章 弹性元件 * 五、圆柱螺旋扭转弹簧 结构和特性线 转矩T～变形的扭转角φ 弹簧丝受力分析 弯矩Mb＝Tcosγ 转矩T’=Tsinγ，可忽略。 扭转弹簧应按受弯矩的曲梁来计算 * 第13章 弹性元件 * 五、圆柱螺旋扭转弹簧 扭转弹簧在任一面上的应力分布情况与压缩弹簧完全相似，只是应力为弯曲应力。 最大弯曲应力 * 第13章 弹性元件 * 五、圆柱螺旋扭转弹簧 转矩作用的扭转变形 弹簧圈数 * 第13章 弹性元件 * 第四节 游丝 一、游丝的种类、要求和材料 用于精密机械中的游丝可分为以下两种 测量游丝 产生反作用力矩、振动系统恢复力矩的游丝。 游丝是测量链的组成部分。有较高特性要求。 接触游丝 产生力矩使传动机构中各零件相互保持接触的游丝，对特性要求不严。 * 第13章 弹性元件 * 一、游丝的种类、要求和材料 游丝能满足的要求： 能实现给定的弹性特性； 滞后和后效现象较小； 特性不随温度变化而改变； 具有好的防磁性和抗蚀性； 游丝的重心位于几何中心上； 游丝的圈间距离相等，在工作过程中没有碰圈现象； 若兼作导电元件，游丝材料应具有较小的电阻系数。 按照游丝在机构中的作用、工作条件决定对游丝的要求 * 第13章 弹性元件 * 一、游丝的种类、要求和材料 合理设计游丝结构、尺寸参数、采用完善的制造工艺及正确地选用材料。 材料 锡磷青铜QSn4-3 恒弹性合金Ni42CrTi 铍青铜 * 第13章 弹性元件 * 二、游丝的结构 游丝的外端固定：锥销楔紧 游丝的内端固定：冲榫的方法 游丝导电：钎焊 * 第13章 弹性元件 * 三、游丝的特性 游丝截面在力矩作用下的变形 * 第13章 弹性元件 * 四、游丝的设计 机械仪表用游丝标准GB12159-90 适用于机械仪表中产生反作用力矩及消除传动机构空回的游丝。 根据给定的条件直接选用。 非标准游丝的设计与计算 原始数据：最大（小）游丝力矩M2（ M1）和最大游丝转角φ2 （ φ1 ） 、游丝用途和安装空间。 确定游丝参数：宽度b、厚度h、长度L（圈数n）结构参数。 * 第13章 弹性元件 * 四、游丝的设计 按结构条件初定游丝长度L * 第13章 弹性元件 * 四、游丝的设计 根据特性条件确定游丝宽度b和厚度h， h、b圆整为标准值。 * 第13章 弹性元件 * 四、游丝的设计 根据强度条件校验最大应力 游丝的强度条件为 游丝材料的力学性能和安全系数：表13－4。 * 第13章 弹性元件 * 四、游丝的设计 确定游丝长度L，圈数n和圈间距离a 在前面的计算中,游丝的厚度h和宽度b均已圆整,故需按特性要求确定游丝长度L和圈数n即 * 第13章 弹性元件 * 四、游丝的设计 游丝个数k a不宜过小，通常k≥3 * 第13章 弹性元件 * 第五节 片簧 片簧：用带材或板材制成的各种片状弹簧。 一、片簧的分类和用途 分类 片簧按其外形，可分为： 直片簧（图13-21a）； 弯片簧（13-21b、c)。 按其截面形状，可分为： 等截面片簧（图13-22）； 变截面片簧（图13-23）。 按其安装情况，又可分为： 有初应力片簧（图13-24a）； 无初应力片簧（图13-24b)。 * 第13章 弹性元件 * 一、片簧的分类和用途 片簧的用途 用于弹簧工作行程和作用力均不大的情况下 安放片簧空间较小，而又需增大片簧的工作长度时，可采用弯片簧。 * 第13章 弹性元件 * 二、直片簧的结构和种类 直片簧外形和固定处结构 螺钉固定的方法， 2个螺钉防片簧转动 1个螺钉且防片簧转动 * 第13章 弹性元件 * 二、直片簧的结构和种类 分类 按截面形状分 等截面 变截面 * 第13章 弹性元件 * 二、直片簧的结构和种类 按安装情况分 有初应力：受单向载荷作用 无初应力 * 第13章 弹性元件 * 第六节 热双金属弹簧 一、热双金属 具有不同线膨胀系数的薄金属片钎焊而成。 主动层：线膨胀系数高的一层； 从动层：线膨胀系数低的一层。 温度变化转变为弹簧的变形；位移受限时，温度变化转变为力 二、用途 温度测量元件 温度控制元件 温度补偿元件 * 第13章 弹性元件 * 三、双金属弹簧的材料 应满足的要求 主、被动层两种材料的线膨胀系数之差应尽可能大； 两种材料的弹性模量应接近，以扩大双金属弹簧的工作温度范围； 要有良好的机械性能，便于加工； 焊接容易。 常用材料： 主动层：黄铜、康铜、蒙铜和镍钼合金 被动层：铁镍合金－不变钢 * 第13章 弹性元件 * 四、热双金属弹簧的变形和温度变化之间的关系和计算公式 * 第13章 弹性元件 * 四、热双金属弹簧的变形和温度变化之间的关系和计算公式 （13－29）和（13－30）可以求得任何形状的双金