第十五章 彈性元件_第1頁(yè)
第十五章 彈性元件_第2頁(yè)
第十五章 彈性元件_第3頁(yè)
第十五章 彈性元件_第4頁(yè)
第十五章 彈性元件_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩17頁(yè)未讀 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、第十五章第十五章 彈性元件彈性元件 Elastic element 151 彈簧的功用和類型彈簧的功用和類型 一、彈簧的功用一、彈簧的功用 1)控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和零件的位置; 2)緩沖及吸振; 3)儲(chǔ)存能量; 4)測(cè)量力的大小 二、彈簧的類型二、彈簧的類型 螺旋彈簧、環(huán)形彈簧、碟形彈簧、蝸卷彈簧、板彈簧 螺旋彈簧 用金屬絲按螺旋線卷繞而成,制造簡(jiǎn)便,應(yīng)用最廣 按形狀分 圓柱形 圓錐形 按受載情況分 拉伸彈簧 扭轉(zhuǎn)彈簧 壓縮彈簧 環(huán)形彈簧、碟形彈簧壓縮彈簧 在工作過(guò)程中,一部分能量消耗在各圈之間的摩擦上,因此具 有很高的緩沖吸振能力,多用于重型機(jī)械的緩沖裝置。 平面蝸卷彈簧盤簧 軸向尺寸很小,常用

2、作儀器和鐘表的儲(chǔ)能裝置。 板彈簧 由許多長(zhǎng)度不同的鋼板疊合而成,主要用于車輛的減振裝置。 152 圓柱拉伸、壓縮螺旋彈簧的應(yīng)力與變形圓柱拉伸、壓縮螺旋彈簧的應(yīng)力與變形 一、彈簧的應(yīng)力一、彈簧的應(yīng)力 軸向力F作用在彈簧的軸線上,彈簧絲為圓截面,直徑為d。 彈簧中徑為D2,螺旋升角為。一般,彈簧的螺旋升角很小 ( 9),可認(rèn)為通過(guò)彈簧軸線的截面彈簧絲的法截面。 由力的平衡,此截面上作用著剪力F合扭矩TFD2/2 若不考慮彈簧絲的彎曲,按直桿計(jì)算。扭矩T在截面上引起的 最大扭切應(yīng)力為 3 2 3 2 8 16 2 d FD d D F Z T p 若剪力引起的切應(yīng)力為均勻分布,則切應(yīng)力為 2 4 d

3、 F 彈簧絲截面上的最大切應(yīng)力發(fā)生在內(nèi)側(cè),即靠近彈簧軸線的一 側(cè),其值為 ) 2 1 ( 848 2 3 2 23 2 D d d FD d F d FD 令CD2/d ) 5 . 0 1 ( 8 ) 2 1 ( 8 3 2 2 3 2 Cd FD D d d FD 旋繞比旋繞比彈簧絲截面內(nèi)側(cè)的精確最大切應(yīng)力及強(qiáng)度條件為 2 8 d FC K K曲度系數(shù) CC C K 615. 0 44 14 二、彈簧的變形二、彈簧的變形 在軸向載荷作用下,彈簧的軸向變形量為y。取微段彈簧絲,當(dāng) 彈簧螺旋升角很小時(shí),可認(rèn)為半徑OC1、OC2和微段彈簧絲的軸線ds 在同一平面內(nèi)。微段ds受扭矩T后,兩端截面相對(duì)

4、扭轉(zhuǎn)了d角,于是 半徑OC2也對(duì)半徑OC1扭轉(zhuǎn)了一個(gè)角度d ,使點(diǎn)O移到O ,從而 使彈簧產(chǎn)生相應(yīng)的軸向變形。 4 2 222 8 22dG dsFD GI TdsD d D ydy p 積分 ll ds dG FD dyy 0 4 2 2 0 8 lD2n n Gd FC n Gd FD y 3 4 3 2 88 使彈簧產(chǎn)生單位變形量所需的載荷彈簧剛度k nC Gd nD Gd y F k 33 2 4 88 153 彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力彈簧的制造、材料和許用應(yīng)力 一、彈簧的制造一、彈簧的制造 卷繞壓簧拉簧、扭簧熱處理工藝試驗(yàn) 冷卷 熱卷 在常溫下卷成,低溫回火 在高溫下卷成,淬火回火

5、 強(qiáng)壓處理強(qiáng)壓處理 將彈簧預(yù)先壓縮到超過(guò)材料的屈服極限,并保持一定時(shí)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(shí)可抵消一部分工作應(yīng)力。 提高承載能力 強(qiáng)壓處理產(chǎn)生的殘余應(yīng)力是不穩(wěn)定的,因此不宜在高溫、變 載荷及有腐蝕性介質(zhì)的條件下應(yīng)用。 噴丸處理噴丸處理 二、彈簧的材料二、彈簧的材料 彈簧常承受具有沖擊性的變載荷。 高彈性極限、疲勞極限、一定的沖擊韌性、塑性、良好的熱處理性高彈性極限、疲勞極限、一定的沖擊韌性、塑性、良好的熱處理性 碳素彈簧鋼碳素彈簧鋼 合金彈簧鋼合金彈簧鋼 有色金屬合金有色金屬合金 含碳量為0.60.9 價(jià)廉易得,熱處理后有較高的強(qiáng)度,適宜的韌性和塑性,

6、但當(dāng) 彈簧絲直徑大于12mm時(shí),不易淬透,僅適用于做小尺寸的彈簧。 適用于承受變載荷、沖擊載荷或工作溫度較高的場(chǎng)合。 硅錳鋼、鉻釩鋼 適用于潮濕、酸性或其他腐蝕性介質(zhì)的場(chǎng)合。 硅青銅、錫青銅 優(yōu)先采用優(yōu)先采用 三、彈簧的許用應(yīng)力三、彈簧的許用應(yīng)力 類類 受變載荷作用次數(shù)在106次以上或很重要的彈簧 類類 受變載荷作用次數(shù)在103105次及受沖擊載荷的彈簧 類類 受變載荷作用次數(shù)在103次以下,基本上受靜載荷的彈簧 154 圓柱拉伸、壓縮螺旋彈簧的設(shè)計(jì)圓柱拉伸、壓縮螺旋彈簧的設(shè)計(jì) 一、彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸一、彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸 壓縮彈簧在自由狀態(tài)下,各圈均留有一定的間距,以備受載 時(shí)變形。 通常,彈簧兩端

7、各有 1 圈并緊,使彈簧站得平直。工 作時(shí)這幾圈不參與變形支撐圈(死圈) 支撐圈的磨平長(zhǎng)度應(yīng)不小于3/4圈,末端 厚度應(yīng)接近于d/4。有支撐圈的彈簧,其總?cè)?數(shù)n1n(1.52.5)。 2 0.8 td y n 節(jié)距 間距 最大工作載荷最大工作載荷F2下的彈簧變形量下的彈簧變形量 31 44 2 21 arctg cos t D D n L 螺旋升角 簧絲展開長(zhǎng)度 01 01 H(1) H(0.5) Hnnd Hnnd 0 0 兩端并緊不磨平的自由高度 兩端并緊磨平的自由高度 為保證壓縮彈簧的穩(wěn)定性,彈簧的高徑比bH0/D2不應(yīng)超多許 用值。否則彈簧可能產(chǎn)生側(cè)彎現(xiàn)象。 為避免彈簧失穩(wěn),應(yīng)在彈簧

8、內(nèi)部加導(dǎo)向桿或在外部加導(dǎo)向套。 當(dāng)彈簧兩端固定時(shí),b5.3;當(dāng)彈簧一端固定,一端可轉(zhuǎn)時(shí), b3.7;當(dāng)彈簧兩端都可轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),b2.6。 二、彈簧的特性曲線二、彈簧的特性曲線 F1最小工作載荷,即彈簧在 安裝位置時(shí)所受的壓力。 彈簧特性曲線表示彈簧載何與變形量之間的關(guān)系曲線 圓柱螺旋彈簧在彈性變形范圍內(nèi),其變形和載荷成正比 F2最大工作載荷,此時(shí)彈簧 絲的最大應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)材料的 許用應(yīng)力。 Flim極限載荷,此時(shí)彈簧絲 的應(yīng)力達(dá)到剪切屈服極限。 H1、H2、Hlim分別對(duì)應(yīng)于上 述三種載荷作用時(shí)的彈簧高度。 1、2、lim分別對(duì)應(yīng)于 上述三種載荷作用時(shí)的彈簧的軸 向變形量。 彈簧剛度 12 12

9、FF k yy 常數(shù) 三、拉伸彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三、拉伸彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 圓柱螺旋彈簧卷制時(shí)已使各圈相互并緊,即0。 為了增加彈簧的剛性,多數(shù)拉簧在制成之后已具有初應(yīng)力。 拉簧端部做有掛鉤,以便安裝和加載。 半圓鉤環(huán)型圓鉤環(huán)型活動(dòng)鉤可調(diào)式活動(dòng)鉤 四、設(shè)計(jì)計(jì)算步驟四、設(shè)計(jì)計(jì)算步驟 設(shè)計(jì)彈簧應(yīng)滿足的條件: 足夠的強(qiáng)度; 符合載荷變形特性曲線的要求; 不側(cè)彎 已知條件: 彈簧所承受的最大工作載荷F2和相應(yīng)的變形2,其他 方面的要求(工作溫度、空間地 位的限制等)。 設(shè)計(jì)步驟: 根據(jù)工作條件選擇合宜的彈簧材料及結(jié)構(gòu)形式; 求應(yīng)力、變形的公式確定彈簧的主要參數(shù)d、D2、n; 求彈簧的其他結(jié)構(gòu)尺寸t、H0及簧絲

10、展開長(zhǎng)度; 155 其他彈簧簡(jiǎn)介其他彈簧簡(jiǎn)介 一、平面蝸卷盤簧一、平面蝸卷盤簧 蝸卷簧,它的結(jié)構(gòu)是按阿基米德螺線形成的 平面蝸卷形盤簧特性曲線 扭轉(zhuǎn)彈簧的特性如左圖,呈螺旋形,兩端帶有桿臂或掛鉤, 自由狀態(tài)下,各彈簧圈間留有少量間隙。扭轉(zhuǎn)彈簧的特性線見右 圖。 二、圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧二、圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧 扭轉(zhuǎn)彈簧曲度系數(shù) K bb W TK W MK maxmax 圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧鋼絲剖面中的應(yīng)力,可近似地看 作彎曲梁進(jìn)行計(jì)算 最大扭轉(zhuǎn)角 44 14 C C K 3 max 1 . 0 b TK d 扭轉(zhuǎn)剛度 EI nDT 2max max 工作圈數(shù) nD EIT k 2max max 22max max Dk EI DT EI n 三、碟型彈簧三、碟型彈

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論