第十五章 彈簧SPEED REDUCER

1、彈簧（自學(xué)）（一）教學(xué)要求了解各類彈簧的工作原理、特點及應(yīng)用，掌握圓柱螺旋彈簧的設(shè)計方法（二）教學(xué)的重點與難點圓柱螺旋彈簧的設(shè)計計算（三）教學(xué)內(nèi)容§1 概述一、彈簧的功用（1）控制機(jī)構(gòu)的位置和運動；（2）緩沖及吸振；（3）儲存能量；（4）測量力和力矩二、彈簧的類型性質(zhì)不同，壓縮彈簧、拉伸彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧。外形又可分為螺旋彈簧、碟形簧、環(huán)形簧、盤彈簧和板簧三、彈簧的工作原理1、彈簧特性線和剛度表示彈簧載何與變形量之間的關(guān)系曲線稱為彈簧特性線。彈簧的載荷變化量與變形變化量之比稱為彈簧的剛度，以k表示拉、壓彈簧 扭轉(zhuǎn)彈簧 彈簧特性線呈直線的，其剛度為常數(shù)，稱為定剛度彈簧；當(dāng)特性線呈

2、折線或曲線時，其剛度是變化的，稱為變剛度彈簧。2、變形能加載過程中彈簧所吸收的能量稱為變形能對于拉、壓彈簧 對于扭轉(zhuǎn)彈簧 加載與卸載特性線所包圍的面積即代表消耗的能量U0，U0越大，說明彈簧的吸振能力越強(qiáng)。U0與U之比值稱為阻尼系數(shù)。§2 圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)、制造及材料一、圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)1、壓縮彈簧彈簧兩端的端面圈與鄰圈并緊，不參與彈簧變形，只起支承的作用，俗稱死圈。2、拉伸彈簧二、圓柱螺旋彈簧的制造彈簧的卷制方法有冷卷法和熱卷法三、圓柱螺旋彈簧的材料及許用應(yīng)力1、彈簧的材料要求彈簧材料應(yīng)具有高的彈性極限和疲勞極限，足夠的韌性和塑性，良好的熱處理性能。常用的彈簧材料有：碳素彈簧鋼

3、（如60、75、65Mn等）、硅錳彈簧鋼（如60Si2MnA）、鉻釩彈簧剛（如50Cr-VA）、不銹鋼（如1Cr18Ni9）及青銅（如QBe2）等。2、彈簧的許用應(yīng)用彈簧材料的許用應(yīng)力與彈簧的受載循環(huán)次數(shù)有關(guān)。§3 圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的設(shè)計計算一、彈簧特性線預(yù)緊力F1稱為彈簧的最小載荷。Fmax為彈簧所承受的最大工作載荷，此時，彈簧高度壓縮到H2，相應(yīng)變形為max，該時刻彈簧各圈之間仍應(yīng)保留1的間隙，欲稱余隙。F3為彈簧的極限載荷。 max與1之差或H2與H1之差，稱為彈簧的工作行程0二、基本參數(shù)及其選擇圓柱螺旋彈簧的主要參數(shù)有：彈簧絲直徑d、彈簧圈外徑D、內(nèi)徑D1、中徑D2、

4、彈簧節(jié)距p和螺旋升角。彈簧指數(shù)C（又稱旋繞比）三、圓柱螺旋拉壓彈簧的強(qiáng)度計算1、彈簧受力2、彈簧應(yīng)力曲度系數(shù)K四、彈簧的剛度計算1、彈簧的變形 mm2、彈簧剛度和圈數(shù)3、彈簧的穩(wěn)定性驗算壓縮彈簧的自由高度H0與中徑D2之比稱為長細(xì)比，以b表示。當(dāng)彈簧兩端固定時，b<5.3；當(dāng)彈簧一端固定，一端可轉(zhuǎn)時，b<3.7；當(dāng)彈簧兩端都可轉(zhuǎn)動時，b<2.6。臨界穩(wěn)定載荷Fc=CBkH0 NFc臨界穩(wěn)定載荷，CB不穩(wěn)定系數(shù)k彈簧剛度為保證彈簧的穩(wěn)定性必須滿足Fc(22.5)Fmax§4 圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計計算一、圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的結(jié)構(gòu)及特性曲線二、圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計計算 MPaK'為扭轉(zhuǎn)彈簧曲度系數(shù) mm扭轉(zhuǎn)角 rad扭轉(zhuǎn)剛度 N·mm/rad工作圈數(shù)§5 其它類型彈簧簡介一、平面蝸卷形盤簧平面蝸卷形盤簧又稱蝸卷簧，它的結(jié)構(gòu)是按阿基米德螺線形成的。二、環(huán)形彈簧環(huán)形