第15章 弹 簧课件.ppt

* 第15章 弹 簧* 15.1 概 述 15.2 圆柱螺旋弹簧 15.3 弹簧常用材料 15.1 概述 弹簧是一种弹性元件，它可以在载荷作用下产生较大的弹性变形，弹簧在各类机械中应用十分广泛，主要用于： （1）控制机构的运动，如制动器、离合器中的控制 弹簧，内燃机气缸的阀门弹簧等。 （3）储存及输出能量，如钟表弹簧、枪闩弹簧等。 （4）测量力的大小，如测力器和弹簧秤中的弹簧等。 （2）减振和缓冲，如汽车、火车车厢下的减振弹簧， 以及各种缓冲器用的弹簧等。 类 型 按照所承受的载荷不同 拉伸弹簧 压缩弹簧 弯曲弹簧 扭转弹簧 拉伸弹簧 压缩弹簧 扭转弹簧 表15－1中列出了弹簧的基本类型。 类 型 按照所承受的载荷不同 拉伸弹簧 压缩弹簧 环形弹簧 螺旋弹簧 弯曲弹簧 盘 簧 板 簧 扭转弹簧 按照弹簧的形状不同 环形弹簧 板 簧 表15－1 弹簧的基本类型 弯曲 扭转 压缩 — 拉伸 其他形 螺旋形 按形状分 按载荷分 圆柱螺旋 拉伸弹簧 圆柱螺旋 压缩弹簧 圆锥螺旋 压缩弹簧 圆柱螺旋 扭转弹簧 环形弹簧 碟形弹簧 蜗卷形弹簧 板簧 p 15.2 圆柱螺旋弹簧 在一般机械中，最常用的是圆柱螺旋弹簧。 15.2.1 圆柱拉、压螺旋弹簧的结构 圆柱螺旋弹簧分压缩弹簧和拉伸弹簧。 图15－1 压缩弹簧 (a)YI型 (b)YII型 还有一种两个端面圈并紧但不磨平(代号：YⅢ)。磨平部分不少于圆周长的3/4，端头厚度一般不少于d/8。 压缩弹簧如图15-1所示。通常其两端的端面圈并紧并磨平(代号：YⅠ)。 拉伸弹簧如图15-2所示，其中a和b为半圆形钩和圆环钩；c为可调式挂钩，用于受力较大时。 图15－2 拉伸弹簧 (a)LI型 (b)LⅡ型 (c)LⅢ型 15.2.2 圆柱螺旋弹簧的几何尺寸 圆柱螺旋弹簧的主要几何尺寸有：弹簧丝直径d、外径 D、内径 D1、中径 D2、节距p、螺旋升角?、自由高度（压缩弹簧）或长度（拉伸弹簧）H0。此外还有有限圈数n，总圈数nl。 D2 D H0 p d D1 d D H0 D1 D2 p a 图15－3 圆柱形拉压螺旋弹簧 （a） （b） L= D2n+钩部展开长度 L= D2n1/cos 展开长度L b=H0/D2 压缩弹簧高径比b =0 =p-d 间距 P=d P=d+ 节距p Hn= H0－ 工作高度或长度H0 LI型H0=(n+1)d+D1 LII型H0=(n+1)d+2D1 LIII型H0=(n+1.5)d+2D1 两端圈磨平n1=n+1.5时，H0=np+d n1=n+2时， H0=np+1.5d n1=n+2.5时, H0=np+2d 两端圈不磨平n1=n+2时， H0=np+3d n1=n+2.5时, H0=np+3.5d 自由高度或长度H0 压缩：n1=n+(2~2.5)(冷卷)；拉伸：n1=n n1=n+(1.5~2)(YII型热卷)；n1的尾数为1/4、1/2、3/4或整圈数，推荐用1/2圈 总圈数n1 由变形条件计算确定 一般n2 有效圈数n =arctan p/ D2 对压缩弹簧，推荐 ＝5°～9° 螺旋升角 C= D2/d 一般4C16 弹簧指数C D1= D2＋d 弹簧外径D D1= D2－d 弹簧内径D1 D2=Cd 弹簧中径D2 由强度计算公式确定 弹簧丝直径d 拉伸螺旋弹簧 压缩螺旋弹簧 名称与代号 表15－2 圆柱形压缩、拉伸螺旋弹簧的几何尺寸计算公式 定义弹簧指数C为弹簧中径D2和簧丝直径d的比值，即：C=D2/d。通常C值在4~16范围内，可按表15-3选取。弹簧丝直径d相同时，C值小则弹簧中径D2也小，其刚度较大；反之，则刚度较小。 4~6 4~8 4~10 5~10 5~12 7~14 C 18~42 7~16 2.5~6 1.1~2.2 0.5~1 0.2~0.4 弹簧直径 d/mm 表 15-3 圆柱螺旋弹簧常用弹簧指数C 1