第18章課后習題答案

1、第18章 課后習題答案18-1解 1）彈簧絲最大剪應力取 時對應著最大工作載荷 由彈簧的材料、載荷性質(zhì)查教材表18-1得；由彈簧絲直徑 查教材表18-2得 。故 由式（ 18-2）可解得最大工作載荷 將 ，及由教材圖18-6查得 代入上式，得 在 作用下的變形量 即為最大變形量，由式（18-4）得 2）采用端部磨平結構時，設兩端各有3/4圈并緊，其有效圈數(shù)為 圈 則其并緊高度 將 代入自由高度計算式，得其自由高度 3）驗算穩(wěn)定性 符合穩(wěn)定性要求。 18-2解 （ 1）初選彈簧絲直徑 根據(jù)對結構尺寸的限制條件，此彈簧的內(nèi)徑應 ，彈簧外徑應 ，故彈簧絲直徑 ，初選 （ 2）確定許用應力 彈簧用碳素

2、鋼絲 組制造，承受沖擊載荷，由教材表18-1、表18-2查得 （ 3）確定彈簧絲直徑 由式（ 18-2）可解得 因 ，取 ，則 ，查教材圖18-6得 ，將各值代入上式，得 說明取 的碳素鋼絲滿足強度要求。 （ 4）確定彈簧有效圈數(shù) 由式（ 18-5）得 將彈簧的剛度 代入上式，得 圈，取 圈 （ 5）計算彈簧的其他尺寸 彈簧內(nèi)徑： 彈簧外徑： 彈簧間距： ， 彈簧節(jié)距： 螺旋升角： 彈簧總圈數(shù)：兩端各并緊 3/4圈磨平，則 圈 彈簧絲的展開長度： 自由高度： 安裝高度： （ 6）驗算彈簧的穩(wěn)定性 符合穩(wěn)定性要求。 18-3解 1）彈簧儲存的變形能為： 由題意可知 ， ， ，代入上式可得 則彈簧

3、剛度： 2）由 ，查教材表18-1得 代入式（18-2）得 說明此彈簧的強度足夠。 3）彈簧的有效圈數(shù)： 圈 18-4解 1）由彈簧的材料、載荷性質(zhì)查教材表18-1得 ，且 彈簧中徑 由旋繞比 ，查教材表18-1得 則極限載荷 由于 ，所以在最大工作載荷 作用時彈簧不會拉斷。 2）由式（18-5）得彈簧剛度 則彈簧的工作行程 18-5解 1）計算初拉力 由彈簧的剛度公式可得 將已知數(shù)據(jù)代入上式： 得： 2）因兩根彈簧的尺寸完全相同，故其剛度也完全相同 沒有初拉力的彈簧在 時的伸長量： 故此時彈簧高度 18-6解 （1）初選彈簧絲直徑 。 （ 2）確定材料的許用應力 由題意知彈簧材料為碳素彈簧，

4、載荷性質(zhì)為靜載，按類載荷計算，查教材表 18-1及表18-2得 （ 3）初估彈簧中徑 ，由彈簧中徑標準系列可取 。 （ 4）根據(jù)彈簧強度確定彈簧絲直徑 由式（ 18-2）可解得 由 ，查教材圖18-6得 ，將各值代入上式得 說明取 的碳素鋼絲滿足強度要求。 （ 5）確定彈簧有效圈數(shù) 由式（ 18-5）得 將彈簧的剛度 代入上式，得 圈 （ 5）計算彈簧的其他尺寸 彈簧內(nèi)徑： 彈簧外徑： 彈簧間距： ，取 彈簧節(jié)距： 螺旋升角： （在59之間） 彈簧總圈數(shù)：兩端各并緊 3/4圈磨平,則 圈 彈簧絲的展開長度： 自由高度： （ 6）驗算彈簧的穩(wěn)定性 在彈簧內(nèi)部有導向桿的條件下 , 雖高徑比略高出許用值,也可滿足穩(wěn)定性。 (7)討論 本解選用的材料是組碳素彈簧鋼絲,其許用應力較小,在此條件下,設計出的彈簧體積可能不是最優(yōu)的。若選用強度好的或組碳素彈簧鋼絲，尺寸會更小，更符合本題意。 18-7解 1）選取彈簧旋繞比 ，則 當門轉(zhuǎn)到 180時，彈簧承受最大轉(zhuǎn)矩 ，由式（18-8）得 將 及 代入上式，得 取彈簧絲