彈簧基礎(chǔ)課件

1、第十三章 彈性元件1 概 述 一 彈性元件的功用和分類1 功用緩沖減振控制運(yùn)動儲存能量測量2 分類按照受力變形分按照彈簧幾何形狀分拉伸彈簧壓縮彈簧扭轉(zhuǎn)彈簧彎曲彈簧螺旋彈簧片簧蝸卷彈簧碟形彈簧環(huán)行彈簧電氣開關(guān)和儀器儀表中使用的熱敏雙金屬片簧、膜盒、彈簧管等二 彈簧元件的特性 兩種基本效應(yīng)非彈性效應(yīng) : 指彈性元件的變形受其他因素(如時(shí)間溫度、材料性質(zhì)等)的影響所表現(xiàn)出來的性質(zhì).彈性效應(yīng) : 指彈性元件的變形僅僅是由于受載荷的影響所表現(xiàn)出來的性質(zhì),起具體參數(shù)為體現(xiàn)載荷和變形關(guān)系的剛度和靈敏度彈性特性直線型剛度漸增型剛度漸減型混合型彈性元件的彈性特性曲線剛度(F ) :使彈性元件產(chǎn)生單位位移所需要的

2、載荷(或 ) F彈性元件所受的拉力或壓力； 彈性元件所產(chǎn)生的拉、壓變形； M和T分別為彎矩和扭矩； 分別為斷面轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)角； 和分別稱為抗彎剛度和抗扭剛度。 和靈敏度(S) : 彈性元件承受單位載荷所產(chǎn)生的位移, 它是剛度的倒數(shù). 溫度誤差溫度為t時(shí)的彈性模量； 在標(biāo)準(zhǔn)溫度（一般為20）時(shí)的彈性模量； 彈性模量溫度系數(shù)； 三 彈性元件的材料2 螺旋彈簧按外形分類圓柱形螺旋彈簧 (圖a)圓錐形螺旋彈簧 （圖b）拋物線形螺旋彈簧（圖c)一 圓柱形螺旋彈簧的形式和端部結(jié)構(gòu) 按載荷作用方式的不同圓柱形螺旋彈簧分以下三種形式：拉伸彈簧（代號L型）如圖（a）所示壓縮彈簧（代號Y型）如圖（b）所示 扭轉(zhuǎn)彈簧

3、（代號N型）如圖（c）所示拉伸彈簧和壓縮彈簧的固定方法壓縮彈簧常通過將端圈磨平或通過凸臺、凹槽來固定。如下圖中（a）（b）（c）所示。拉伸彈簧常通過兩端帶有的構(gòu)環(huán)來固定。如（d）（e）（f）等圖所示。二 螺旋彈簧的計(jì)算1拉伸彈簧和壓縮彈簧的計(jì)算在螺旋升角較小時(shí)，可認(rèn)為彈簧絲僅承受扭轉(zhuǎn)作用。這時(shí)，彈簧的軸向變量和它所承受的軸向載荷F的關(guān)系如下： 在載荷F作用下彈簧的變形量； F 作用在彈簧上的載荷； 彈簧中徑； n彈簧的有效圈數(shù)； G材料的切變模量； d簧絲直徑。 式中，稱為彈簧的旋繞比。通常情況下C=416，設(shè)計(jì)時(shí)可參照下表選取。d/mm0.20.40.511.12.22.5671671451

4、25104948旋繞比C的柬用值2壓縮彈簧的穩(wěn)定性彈簧自由高度與中徑之比成為彈簧的高徑比，用則應(yīng)重新選擇參數(shù)，改變b值，提高FC。 3扭簧的計(jì)算在力矩M作用下扭轉(zhuǎn)彈簧的轉(zhuǎn)角； M作用在扭轉(zhuǎn)彈簧上的力矩； n有效圈數(shù)； E材料的彈性模量； d簧絲直徑。 當(dāng)扭簧工作時(shí)，產(chǎn)生的最大彎曲應(yīng)力為 扭簧的曲度系數(shù)。 4螺旋彈簧的許用應(yīng)力彈簧的兩種分類 按彈簧的工作特點(diǎn)和重要程度分 類工作時(shí)受動載荷作用，而且當(dāng)彈簧損壞后將引起整個(gè) 機(jī)構(gòu)發(fā)生故障的彈簧； 類工作時(shí)受靜載荷作用或載荷均勻地增加的彈簧； 類不重要的彈簧。 按彈簧承受載荷的性質(zhì)不同分類工作時(shí)交變載荷作用次數(shù)在106次以上；類受交變載荷次數(shù)在1031

5、05次以及受沖擊載荷；類受交變載荷次數(shù)在103以下。5壓縮彈簧和拉伸彈簧的特性曲線 壓縮彈簧圓柱形壓縮螺旋彈簧及其特性曲線如下圖所示 彈簧的彈性特性曲線為一直線，故其彈性特性（力與變形間的關(guān)系）遵從虎克定律，即力與變形成正比例關(guān)系常數(shù)彈簧的工作行程 彈簧的最小載荷（即安裝載荷）通常取 拉伸彈簧圓柱形拉伸螺旋彈簧及其彈性特性曲線如下圖所示利用片簧結(jié)構(gòu)的電觸點(diǎn)應(yīng)用很廣，下圖為片簧的應(yīng)用實(shí)例 (a)為繼電器的觸頭； (b)為壓緊棘爪和棘輪以實(shí)現(xiàn)力封閉的彎曲片簧； (c)是作為壓力計(jì)敏感元件的直片簧 片簧的固定端常用螺釘固定， 下圖為三種端部固定形式。 4 其他類型的彈性元件簡介一 游絲和發(fā)絲游絲和發(fā)絲