10第十章--弹簧.pptx

单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/2/1,10第十章 弹簧,#,中国劳动社会保障出版社,第十章 弹 簧,圆柱螺旋弹簧的结构及基本几何参数,10-2,弹簧的材料与制造,10-3,弹簧的功用与类型,10-1,第十章 弹 簧,1,控制机械的运动。,2,减振和缓冲。,3,存储和输出能量。,4,测量力或力矩的大小。,一、弹簧的功用,10-1,弹簧的功用与类型,弹簧是一种弹性元件，它刚度小、弹性大、在载荷作用下容易产生弹性变形。,二、弹簧的类型,按照所承受的载荷不同，弹簧可以分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等,4,种类型,。,按照弹簧的形状不同又可分为圆柱螺旋弹簧、圆锥螺旋弹簧、环形弹簧、碟形弹簧、平面涡卷弹簧和板弹簧等类型。,1,圆柱螺旋弹簧,（,1,）,圆截面圆柱螺旋压缩弹簧,承受压力。结构简单，制造方便，应用较广,。,（,2,）,矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧,承受压力。当空间尺寸相同时矩形截面弹簧比圆形截面弹簧吸收能量大，刚度更接近于常数,。,（,3,）,圆截面拉伸弹簧,承受拉力。刚度稳定，结构简单，制造方便，应用较广,。,承受转矩。在各种装置中用于压紧、储能或传递转矩,。,（,4,）,圆截面扭转弹簧,2,圆锥螺旋弹簧,圆截面压缩弹簧,承受压力。结构紧湊，稳定性好，抗振能力较强。多用于承受较大载荷和减振的场合,。,3,蝶形弹簧,对置式,承受压力。缓冲、吸振能力强。常用于重型机械的缓冲和减振装置,。,4,环形弹簧,承受压力。圆锥面间具有较大的摩擦力，因而具有很强的减振能力，常用于重型设备的缓冲装置,。,5,平面涡卷弹簧,承受转矩。能存储较大的能量。多用做压紧弹簧和仪器、钟表中的储能弹簧,。,非接触型,6,板弹簧,承受弯矩。主要用于汽车、拖拉机和铁路车辆的车厢悬挂系统，起缓冲和减振作用,。,10-2,圆柱螺旋弹簧的结构及基本几何参数,圆柱螺旋弹簧是由金属弹簧丝按螺旋线卷绕而成，由于制造简便，所以应用广泛。常用的圆柱形螺旋弹簧有圆柱螺旋压缩弹簧和圆柱螺旋拉伸弹簧。,1,圆柱螺旋压缩弹簧的端部结构,一、圆柱螺旋弹簧的端部结构并紧不参与变形的几圈称为死圈或支撑圈。,支撑圈端部并紧不磨平,支撑圈端部并紧并磨平,支撑圈端部不并紧也不磨平,2,圆柱螺旋拉伸弹簧的端部结构,圆柱螺旋拉伸弹簧的各圈间并紧,。,半圆勾环、长臂半圆勾环、圆勾环适用于中小载荷及不重要场合。可转勾环的挂钩用于载荷较大场合。,半圆勾环,长臂半圆勾环,圆勾环,可转勾环,二、圆柱螺旋弹簧主要几何尺寸,压缩弹簧,拉伸弹簧,弹簧外径是指弹簧的外圈直径，用,D,2,表示。,1,弹簧直径,（,1,）线径,线径是指用来缠绕弹簧的钢丝直径，用,d,表示。,（,2,）弹簧外径,D,=,（,D,1,D,2,）,/2=,D,1,d,=,D,2,d,（,3,）弹簧内径,弹簧内径是指弹簧的内圈直径，用,D,1,表示。,（,4,）弹簧中径,弹簧中径是指弹簧内径和外径的平均值，用,D,表示。,压缩弹簧,拉伸弹簧,支撑圈数是指为使弹簧工作平稳，将圆柱压缩弹簧两端并紧磨平的圈数，用,n,2,表示,2,弹簧圈数,（,1,）有效圈数,有效圈数是指弹簧能保持相同节距的圈数，用,n,表示。,（,2,）支撑圈数,n,1,=,n,+,n,2,（,3,）总圈数,有效圈数与支撑圈数之和称为总圈数，用,n,1,表示。,压缩弹簧,拉伸弹簧,余隙是指在最大工作负荷作用下，有效圈相互之间应保留的向隙，用,1,表示。,3,节距与间隙,（,1,）节距,除两端支撑圈外，圆柱螺旋弹簧两相邻有效圈截面中心线的轴向距离，用,t,表示。,（,2,）间距,间距是指螺旋弹簧两相邻有效的轴向距离，用,表示。,=,t,-,d,（,3,）余隙,压缩弹簧,拉伸弹簧,4,弹簧的螺旋角和旋向,5,自由高度（长度）,压缩弹簧,拉伸弹簧,弹簧的自由高度是指弹簧无负荷作用时的高度（长度），用,H,0,表示。,螺旋弹簧一般为右旋，组合弹簧各层旋向为左右旋相间，外层一般为右旋。,6,展开长度,压缩弹簧,拉伸弹簧,展开长度是指制造弹簧所需簧丝的长度，用,L,表示。,1,圆柱螺旋压缩弹簧,特性曲线,三、圆柱螺旋弹簧特性曲线,弹簧的工作行程,（,h,）,：,最大变形量,f,max,与最小变形量,f,min,之差。,h,=,f,max,-,f,min,=,H,1,-,H,2,弹簧刚度,（,F,）,使弹簧产生单位长度（角度）变形所需的负荷或扭矩。,等节距的圆柱螺旋弹簧：,F,=,F,min,/,f,min,=,F,max,/,f,max,=,常数,2,圆柱螺旋拉伸弹簧特性曲线,为使各圈相互压紧，在卷制弹簧的同时让弹簧丝绕自身轴线扭转，这样制成的弹簧各圈之间有一定的压紧力，即初拉力。,有初拉力圆柱螺旋拉伸弹簧在自由状态下就受到初拉力,F,0,作用，只有当施加的拉力超过,F,0,时，弹簧才会产生变形。,对应于弹簧材料屈服极限的负荷称为极限载荷,F,j,，其变形量为,f,j,，高度为,H,3,。弹簧应该在弹性极限范围内工作。,一、弹簧的材料,10-3,弹簧的材料与制造,冷拉碳素弹簧钢丝的价格便宜，原材料获取方便，规格齐全，一般情况下应优先选用,。,合金弹簧钢丝中由于加入了合金元素，从而提高了钢的淬透性，改善了钢的机械性能，它用于钢丝直径较大、受冲击载荷的情况,。,不锈弹簧钢丝、铜及铜合金线材、铍青铜圆形线材适用于需在防腐、防磁等条件下工作的弹簧。,螺旋弹簧的制造过程包括：卷制、挂钩制作（拉伸或扭转弹簧）或端面圈磨削（压缩弹簧）、热处理、表面处理和工艺试验及检验等。,二、弹簧的制造,弹簧丝直径小于,8mm,时常采用冷卷，冷卷是指用冷拉的、经预先热处理的弹簧钢丝在常温下卷制弹簧而成，卷成后一般不再进行淬火处理，只经低温回火以消除内应力。,弹簧丝直径较大的弹簧需热卷，即弹簧在加热状态下卷制，弹簧卷成后需进行淬火及中温回火。,对于重要的压缩弹簧，为保证弹簧两端面与轴线的垂直度，要将弹簧两端面在专门的磨床上磨平。对于拉伸弹簧和扭转弹簧，为了便于安装和加载，两端应制有挂钩或杆臂。,为了提高弹簧的承载能力，可对弹簧进行喷丸处理或强压处理。,强压处理是使弹簧在超过极限应力状态下受载,6,48h,，在弹簧丝表层高应力区产生与工作应力相反的残余预应力，从而降低弹簧在工作状态下的最大应力。,著作权声明：本教学课件的著作权受国家著作权法保护，任何人不得复制盗用本教学课件所包含的全部或部分电子文件或图片。否则，著作权人有权向复制盗用者追究法律责任并依法索取赔偿。,谢谢使用,中国劳动社会保障出版社,