弹簧.ppt
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板弹簧圆柱螺旋弹簧圆锥螺旋弹簧碟形弹簧环形弹簧盘弹簧第第11章章弹弹簧簧111概概述述一、弹簧的功用一、弹簧的功用
(1)控制机构的位置和运动)控制机构的位置和运动按照受力性质不同可分为:
压缩弹簧、拉伸弹簧、扭按照受力性质不同可分为:
压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧转弹簧和弯曲弹簧按外形不同又可分为:
按外形不同又可分为:
螺旋弹簧螺旋弹簧、碟形簧、环形簧、碟形簧、环形簧、盘弹簧和板簧盘弹簧和板簧二、弹簧的类型二、弹簧的类型三、弹簧设计的基本概念三、弹簧设计的基本概念1、弹簧特性线和刚度、弹簧特性线和刚度按照材料不同可分为:
金属和非金属按照材料不同可分为:
金属和非金属
(2)缓冲及吸振)缓冲及吸振(3)储存能量)储存能量(4)测量力和力矩)测量力和力矩弹簧特性线弹簧特性线表示弹簧载何与变形量之间的关系曲线表示弹簧载何与变形量之间的关系曲线弹簧的刚度弹簧的刚度弹簧的载荷变化量与变形变化量之比,弹簧的载荷变化量与变形变化量之比,以以k表示表示,k越大弹簧越硬越大弹簧越硬拉压弹簧拉压弹簧扭转弹簧扭转弹簧弹簧特性线呈直线的,弹簧特性线呈直线的,其刚度为常数,称为定刚度其刚度为常数,称为定刚度弹簧;当特性线呈折线或曲弹簧;当特性线呈折线或曲线时,其刚度是变化的,称线时,其刚度是变化的,称为变刚度弹簧。
为变刚度弹簧。
常见弹簧的种类及特性曲线表常见弹簧的种类及特性曲线表10-1弹簧刚度为特性线上弹簧刚度为特性线上某一点的斜率某一点的斜率2、变形能、变形能加载过程中弹簧所吸收的能量称为变形能加载过程中弹簧所吸收的能量称为变形能对于拉、压弹簧对于拉、压弹簧对于扭转弹簧对于扭转弹簧当特性线为直线时当特性线为直线时弹簧工作过程中有阻尼时,弹簧工作过程中有阻尼时,加载与卸载特性线不加载与卸载特性线不重合,重合,加载与卸载特性线所包围的面积即代表加载与卸载特性线所包围的面积即代表消耗的消耗的能量能量U0,U0越大,说明弹簧的吸振能力越强。
越大,说明弹簧的吸振能力越强。
U0与与U之比值称为阻尼系数之比值称为阻尼系数k环形弹簧、叠合碟形弹簧、多层板弹簧就是利环形弹簧、叠合碟形弹簧、多层板弹簧就是利用弹簧片之间摩擦把动能转化为热能,用做吸用弹簧片之间摩擦把动能转化为热能,用做吸振弹簧振弹簧112圆柱螺旋弹簧的结构、制造及材料圆柱螺旋弹簧的结构、制造及材料1、压缩弹簧、压缩弹簧弹弹簧簧两两端端的的端端面面圈圈与与邻邻圈圈并并紧紧,不不参参与与弹弹簧簧变变形形,只只起起支支承承的的作作用,俗称死圈。
用,俗称死圈。
一、圆柱螺旋弹簧的结构一、圆柱螺旋弹簧的结构2、拉伸弹簧、拉伸弹簧如图,圆柱螺旋拉伸弹簧不受外力的自由状态,此时如图,圆柱螺旋拉伸弹簧不受外力的自由状态,此时弹簧各圈应互相并拢。
拉伸弹簧分无初拉力和有初拉力弹簧各圈应互相并拢。
拉伸弹簧分无初拉力和有初拉力两种。
两种。
拉伸弹簧的端拉伸弹簧的端部结构形式部结构形式半圆半圆圆形圆形可转钩可转钩可调式可调式具体端部结构及代具体端部结构及代号见号见p337表表10-9弹簧的卷制方法有冷卷法和热卷法弹簧的卷制方法有冷卷法和热卷法二、圆柱螺旋弹簧的制造二、圆柱螺旋弹簧的制造p330当簧丝直径当簧丝直径d20时圆整为整数圈,时圆整为整数圈,n1=2,才能保证弹簧具有稳定的性能才能保证弹簧具有稳定的性能旋绕比取旋绕比取510G切变模量表切变模量表103确定弹簧丝的有效圈数确定弹簧丝的有效圈数C太大太太大太小的利弊小的利弊当弹簧两端固定时,当弹簧两端固定时,b5.3;当弹簧一端固定,一端可当弹簧一端固定,一端可转时,转时,b3.7;当弹簧两端都可转动时,当弹簧两端都可转动时,b103圆柱螺旋弹簧要进行圆柱螺旋弹簧要进行疲劳强度验算疲劳强度验算受受稳稳定定(随随时时间间作作周周期期性性变变化化,而而应应力力大大多多保保持持为为常常数数)变变应应力力的的弹簧,其应力为弹簧,其应力为实实际际工工作作情情况况,工工作作应应力力多多数数为为最最小小应应力力(安安装装应应力力)保保持持不不变变的的循环变应力循环变应力sF根据弹簧实验和设计计算数据精确度确定高时取1.31.7;低时取1.82.2静强度安全系数计算公式为ss与sF相同114圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算一、圆柱螺旋扭转弹簧的结构及特性曲线一、圆柱螺旋扭转弹簧的结构及特性曲线扭转弹簧的形状如左图,呈螺旋形,两端带有杆臂扭转弹簧的形状如左图,呈螺旋形,两端带有杆臂或挂钩,自由状态下,各弹簧圈间留有少量间隙。
扭或挂钩,自由状态下,各弹簧圈间留有少量间隙。
扭转弹簧的特性线见右图。
转弹簧的特性线见右图。
二、圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算二、圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算扭转弹簧曲度系数扭转弹簧曲度系数K圆圆柱柱螺螺旋旋扭扭转转弹弹簧簧钢钢丝丝剖剖面面中中的的应应力力,可可近近似似地地看看作弯曲梁进行计算作弯曲梁进行计算最大扭转角最大扭转角扭转刚度扭转刚度工作圈数工作圈数常取常取48115其它类型弹簧简介其它类型弹簧简介平面蜗卷形盘簧又称蜗卷簧,它的结构是按阿基米德平面蜗卷形盘簧又称蜗卷簧,它的结构是按阿基米德螺线形成的,如左图。
平面蜗卷形盘簧特性曲线如右图螺线形成的,如左图。
平面蜗卷形盘簧特性曲线如右图一、平面蜗卷形盘簧一、平面蜗卷形盘簧环形弹簧是由若干具有配合锥面的内、外圆环相互环形弹簧是由若干具有配合锥面的内、外圆环相互叠合而组成的一种压缩弹簧,如左图。
叠合而组成的一种压缩弹簧,如左图。
二、环形弹簧二、环形弹簧环形弹簧的特性曲线图环形弹簧的特性曲线图碟形弹簧呈截锥形碟形,只能承受轴向载荷,如上碟形弹簧呈截锥形碟形,只能承受轴向载荷,如上图。
碟形弹簧的特性曲线如下图图。
碟形弹簧的特性曲线如下图三、碟形弹簧三、碟形弹簧碟形弹簧一般成组使用。
碟形弹簧的组合方式有两种,碟形弹簧一般成组使用。
碟形弹簧的组合方式有两种,如左图如左图对合式碟形弹簧,右图对合式碟形弹簧,右图叠合式碟形弹簧叠合式碟形弹簧橡胶弹簧、空气弹簧(自学)橡胶弹簧、空气弹簧(自学)
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