機械設(shè)計彈簧

機械設(shè)計彈簧第1頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月二、彈簧的類型1按受力不同：壓縮彈簧、拉伸彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧第2頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月2按外形不同螺旋彈簧、碟形簧、環(huán)形簧、盤彈簧和板簧

第3頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月15-----2彈簧的材料及制造2常用材料碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹鋼、有色金屬等一、彈簧材料彈簧材料的許用應(yīng)力與彈簧的受載循環(huán)次數(shù)有關(guān)(見表)二、彈簧的許用應(yīng)力1)較高的彈性極限和疲勞極限2)良好的韌性及熱處理性能。1對彈簧材料的要求第4頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月表15.2彈簧材料及許用應(yīng)力類別代號許用應(yīng)力[

](MPa)推薦硬度（HRC）推薦使用溫度(

C)特性及用途I類II類III類鋼絲碳素彈簧鋼絲B、C、D級0.3

B0.4

B0.5

B—-40～120強度高、加工性能好，適用于小尺寸彈簧65Mn60Si2Mn48064080045～50-40～200彈性好，適用于大載荷彈簧60Si2MnA480640800-40～20050CrVA450600750-40～200疲勞性及淬透性好不銹鋼絲1Cr18Ni9Ti330440550-250～290耐腐蝕性好，適用小尺寸簧彈4Cr1345060075048～53-40～300銅合金QSi3-127036045090～100(HB)-40～120耐腐蝕性好，防磁性好，彈性好QBe236045056037～40-40～120第5頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月三、螺旋彈簧的制造螺旋彈簧的制造過程主要包括：1卷繞冷卷彈簧絲直徑較小，低溫回火熱卷彈簧絲直徑較大，淬火及回火2鉤環(huán)的制作或兩端的加工3熱處理4工藝試驗。強壓處理是指將彈簧預(yù)先壓制到超過材料的屈服極限，并保持一段時間后卸載，使簧絲表面層產(chǎn)生與工作應(yīng)力方向相反的殘余應(yīng)力，受載時可抵消一部分工作應(yīng)力，可提高彈簧的承載能力第6頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月15-----3圓柱形拉壓彈簧的應(yīng)力分析一彈簧的應(yīng)力第7頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月由材料力學(xué)，圓柱形拉壓彈簧受載荷后軸向變形量：二彈簧的變形定剛度的壓縮和拉伸彈簧的剛度為第8頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月15---4圓柱形拉壓彈簧的設(shè)計計算一圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)與幾何尺寸1圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)1)壓縮彈簧彈簧兩端并緊，不參與彈簧變形，只起支承作用，稱死圈第9頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月拉伸彈簧用圓形簧絲卷繞而成，在卷制時各圈相互并緊2)拉伸彈簧2幾何尺寸

(見表)第10頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月表15.4圓柱螺旋彈簧幾何尺寸計算參數(shù)名稱及其代號單位計算公式備注壓縮彈簧拉伸彈簧彈簧絲直徑dmm根據(jù)強度條件計算確定彈簧外徑DmmD=D2+dD2彈簧中徑彈簧內(nèi)徑D1mmD1=D2-d節(jié)距tmm

t=(0.28～0.5)D2t=d工作圈數(shù)n根據(jù)工作條件確定總?cè)?shù)n1n1=n+(1.5～2.5)n1=n自由高度H0mm兩端磨平H0=nt+(n1-n-0.5)d兩端不磨平H0=nt+(n1-n+1)dH0=nt+掛鉤軸向尺寸間距

mm

=t-d,t

max/n+0.1d螺旋升角

（

）對壓縮彈簧推薦：

=5

～9彈簧絲展開長度LmmL=

D2n1/cosL=

D2n1+掛鉤展開長度第11頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月3圓柱螺旋壓縮彈簧的特性線1）壓縮彈簧表示彈簧載荷與變形之間關(guān)系的曲線稱為彈簧特性線。第12頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月2)拉伸彈簧有初應(yīng)力（圖15.6b）

無初應(yīng)力（圖15.6a）第13頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月二彈簧的設(shè)計計算1、已知條件2、設(shè)計步驟：1）根據(jù)工作條件選定彈簧材料并求許用應(yīng)力；2）選擇旋繞比C、計算曲度系k1；3）強度計算1）彈簧受的最大工作載荷F22）相應(yīng)的彈簧壓縮變形量

3）其他要求（如空間位置要求、工作溫度等）第14頁，課件共15頁，創(chuàng)作于2023年2月4）剛度計算可得彈簧工作圈數(shù)5）穩(wěn)定性計算

B=H0/