《機械設計基礎 第4版》 課件 15彈簧

一、主要內容1、彈簧的功用和類型；2、圓柱螺旋彈簧的材料和許用應力；3、圓柱螺旋彈簧的設計；學習指導

第十五章彈簧

二、重點和難點內容1、圓柱螺旋彈簧的應力、變形和特性曲線；2、圓柱螺旋彈簧的設計、計算。第一節(jié)彈簧的功用和類型

一、彈簧的主要功用1)緩和沖擊和吸收振動2)控制機構運動及構件位置3)測量力的大小4)儲存能量1.圓柱螺旋彈簧承受壓縮。結構簡單，制造方便，剛度穩(wěn)定，應用最廣。承受拉伸。結構簡單，制造方便，剛度較穩(wěn)定，應用較廣。承受扭轉。主要用于各種裝置的壓緊、儲能或傳遞轉矩。二、彈簧的類型2.圓錐螺旋彈簧3.蝶形彈簧承受壓縮。剛度大，緩沖、吸振性強。主要用于要求緩沖和減震能力強的重型機械。承受扭轉。其結構緊湊，穩(wěn)定性好，可防止共振。主要用于承受較大載荷和減振。4.環(huán)形彈簧5.盤簧承受扭轉。儲存的能量隨圈數(shù)的增多二增大。多用于鐘表、儀器的儲能裝置。承受壓縮。能吸收較多的能量，因此具有較高的減振性。常用于重型設備的緩沖裝置。6.板彈簧承受彎曲。緩沖減振性好。主要用于汽車、拖拉機、火車車輛等懸掛裝置中。一、彈簧的材料第二節(jié)圓柱螺旋彈簧的材料和許用應力

對彈簧的材料的主要要求是：1.必須有較高的彈性極限,強度極限,疲勞極限和沖擊韌性；2.具有良好的熱處理性能,熱處理后應有足夠的經(jīng)久不變的彈性,且脫碳性要小;3.對冷拔材料要求有均勻的硬度和良好的塑性。彈簧材料的許用應力與材料品質、熱處理方法、載荷性質、工作條件以及彈簧絲直徑有關。二、彈簧的許用應力常用的彈簧材料有：碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹鋼等第三節(jié)圓柱螺旋彈簧的設計

一、彈簧的端部結構二、彈簧的應力、變形和特性曲線1.彈簧的應力與變形(1)彈簧的應力扭轉引起的切應力為(2)彈簧的變形彈簧剛度為所需有效圈數(shù)為彈簧軸向變形量為最大切應力數(shù)值與強度條件為彈簧鋼絲的直徑為≥≤2.彈簧的彈性曲線彈簧特性曲線是表示在彈性范圍內工作時載荷F與變形量之間的關系曲線。●預壓力,變形量,高度;●極限載荷,變形量,高度;●最大載荷,變形量,高度。對于Ⅰ類載荷對于Ⅱ類載荷對于Ⅲ類載荷最小載荷三、圓柱螺旋彈簧的主要參數(shù)和幾何尺寸計算普通圓柱螺旋彈簧的主要參數(shù)包括彈簧絲直徑、彈簧中徑、有效圈數(shù)、自由高度，其幾何尺寸計算見表15-6。圓柱螺旋壓縮彈簧高徑比b過大時，承壓時會喪失穩(wěn)定，如圖a所示，一般??；否則，應在彈簧內側加裝導桿(如圖b所示)或在外測加裝導套(如圖c所示)?！芩摹椈傻脑O計計算設計彈簧的已知條件：工作載荷及相應的變形或行程和空間位置的限制。設計彈簧的一般步驟：(1)根據(jù)工作條件，選擇材料及彈簧結構形式；(2)根據(jù)強度、剛度或變形條件計算和確定主要參數(shù)；(3)計算彈簧其他部分的幾何尺寸；(4)繪制彈簧工組圖(包括彈簧特性曲線圖)。典型習題

【1】圓柱螺旋彈簧壓縮彈簧受壓力時，其彈簧絲截面上產(chǎn)生的是壓力。【2】彈簧剛度是指所受載荷與產(chǎn)生的變形之比?！?】汽車底盤下安裝板彈簧的目的是為了儲存彈簧?！?】若兩個圓柱螺旋壓縮彈簧的材料、中徑、彈簧線徑和工作圈數(shù)相同，而節(jié)距不同，則它們的剛度不同?！?】為了使圓柱螺旋壓縮彈簧在壓縮后，仍能保持一定的彈性，設計時應考慮在最大工作載荷作用下，各圈之間必須保留一定的間隙。【6】測力彈簧宜采用變剛度彈簧。【7】在圓柱螺旋彈簧受拉力時，其彈簧絲截面上受扭