機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)彈簧

第14章彈簧彈簧的功用控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)或零件的位置。緩沖及吸振。儲(chǔ)存能力作為動(dòng)力源。測(cè)量力的大小。彈簧的種類(lèi)按受力形式分：拉伸壓縮扭轉(zhuǎn)彈簧的種類(lèi)2.按彈簧形狀分：螺旋彈簧環(huán)形彈簧碟形彈簧平面渦形板形彈簧三、材料及許用應(yīng)力材料常用材料：

碳素彈簧鋼：65，70，80

合金彈簧鋼：硅錳鋼，鉻釩鋼有色金屬合金：硅青鋼，錫青鋼等2.許用應(yīng)力許用應(yīng)力與載荷性質(zhì)有關(guān)Ⅰ類(lèi)載荷：作用次數(shù)在以上的變載荷Ⅱ類(lèi)載荷：作用次數(shù)在以上的變載荷Ⅲ類(lèi)載荷：作用次數(shù)在以上的變載荷Ⅳ載荷：作用次數(shù)在以下的變載荷對(duì)碳素彈簧鋼，彈簧鋼絲可分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ三組?！?4-2圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)和制造一、圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)1.圓柱螺旋壓縮彈簧支承圈或死圈的定義：工作時(shí)不參與變形，僅起支承作用的彈簧圈數(shù)。有磨平或不磨平兩種。結(jié)構(gòu)形式：YⅠ型：兩端并緊且磨平。YⅡ型：兩端并緊但不磨平。YⅢ型：兩端不并緊也不磨平。彈簧總?cè)?shù)：n1取0.5的倍數(shù)2.圓柱螺旋拉伸彈簧分兩種情況：無(wú)預(yù)應(yīng)力：各圈并緊，但相互間沒(méi)有力的作用。有預(yù)應(yīng)力：各圈并緊，相互間有一定壓力作用。結(jié)構(gòu)形式：

LⅠ型：掛鉤半圓形LⅢ型：掛鉤圓形LⅦ型：另裝掛鉤LⅧ型：另裝掛鉤，且掛鉤可旋轉(zhuǎn)。二、圓柱螺旋彈簧的制造1.工序卷制。端面加工或掛鉤制作。熱處理及工藝性試驗(yàn)。2.技術(shù)要求

表面光潔，沒(méi)有裂紋和傷痕，脫碳層應(yīng)符合國(guó)家規(guī)定。三、彈簧特性曲線(xiàn)k——彈簧剛度

通常取彈簧的最小工作載荷：最大工作載荷：

§14-3

圓柱螺旋彈簧的設(shè)計(jì)一、圓柱壓縮彈簧的設(shè)計(jì)1.彈簧絲直徑d式中：

——繞旋比

表:繞旋比彈簧絲直徑d

繞旋比C

2.彈簧中徑D3.彈簧內(nèi)徑D1與外徑D2

圓柱壓縮彈簧的設(shè)計(jì)4.彈簧總?cè)?shù)

n1圓柱壓縮彈簧的設(shè)計(jì)

YⅠ型：

YⅡ型

：彈簧總?cè)?shù)：

5.彈簧間距

6.彈簧節(jié)距t

7.螺旋升角

8.彈簧絲展開(kāi)長(zhǎng)度L

及自由高度H0YⅠ型：

YⅡ型

：計(jì)算彈簧的變形量，驗(yàn)算其穩(wěn)定性圓柱壓縮彈簧的設(shè)計(jì)式中：

G——切變模量。對(duì)鋼：對(duì)青銅：

b——高徑比

兩端固定：兩端自由：一端固定：二、圓柱拉伸彈簧的設(shè)計(jì)1.彈簧絲直徑d2.彈簧內(nèi)徑D1與外徑D2

3.彈簧總?cè)?shù)

n1有效圈數(shù)：

支承圈數(shù)：LⅠ型與LⅢ型：彈簧總?cè)?shù)：

4.彈簧間距

二、圓柱拉伸彈簧的設(shè)計(jì)5.彈簧節(jié)距t

6.自由高度H07.彈簧展開(kāi)絲長(zhǎng)度

8.螺旋升角例題

一個(gè)供蒸煮器用的立式小鍋爐。爐頂上采用微啟式安全閥。已知：閥座通徑D0=32mm,要求閥門(mén)起跳汽壓P1=0.33MPa,閥門(mén)行程λ0=2mm，全開(kāi)時(shí)彈簧受力F2=340N，結(jié)構(gòu)要求彈簧的內(nèi)徑D1>16mm。若現(xiàn)有d=4mm的60Si2Mn鋼絲。試設(shè)計(jì)：安全閥的壓縮彈簧。例題(續(xù))

解：1.分析已知條件

此彈簧為安全閥用，為重要彈簧，按Ⅱ類(lèi)載荷計(jì)算。彈簧所受最小工作載荷F1應(yīng)等于起跳時(shí)的壓力。彈簧剛度：

彈簧的最大變形量：

例題（續(xù)）

選擇彈簧材料：選用d=4mm的60Si2Mn鋼絲作為彈簧的材料。查表：

2.確定彈簧的直徑：由于要求D1>16mm，d=4mm，暫取

查圖：k=1.28

例題（續(xù)）說(shuō)明d=4mm的彈簧直徑滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。3.確定彈簧各參數(shù)彈簧的圈數(shù)：彈簧內(nèi)徑：符合要求。

外徑：

例題（續(xù)）彈簧間距：取

彈簧節(jié)距：螺旋升角：彈簧兩端各并緊一圈并磨平，則總?cè)?shù)：

圈例題（續(xù)）彈簧絲展開(kāi)長(zhǎng)度