1、機(jī)械設(shè)計(jì)彈簧第1頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)26分，星期四二、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(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)26分，星期四2 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(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)26分，星期四15-2 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(jiàn)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(duì)彈簧材料的要求第4頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，3

2、點(diǎn)26分，星期四表15.2 彈簧材料及許用應(yīng)力類 別代 號(hào)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(jí)0.3B0.4B0.5B-40120強(qiáng)度高、加工性能好，適用于小尺寸彈簧65Mn60Si2Mn4806408004550-40200彈性好，適用于大載荷彈簧60Si2MnA480640800-4020050CrVA450600750-40200疲勞性及淬透性好不銹鋼絲1Cr18Ni9Ti330440550-250290耐腐蝕性好，適用小尺寸簧彈4Cr134506007504853-40300銅合金QSi3-12703604509

3、0100 (HB)-40120耐腐蝕性好，防磁性好，彈性好QBe23604505603740-40120第5頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)26分，星期四三、螺旋彈簧的制造螺旋彈簧的制造過(guò)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(yàn)。強(qiáng)壓處理是指將彈簧預(yù)先壓制到超過(guò)材料的屈服極限，并保持一段時(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，可提高彈簧的承載能力 第6頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)26分，星期四15-3 圓柱形拉壓彈簧的應(yīng)力分析一 彈

4、簧的應(yīng)力第7頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)26分，星期四由材料力學(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(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)26分，星期四15-4 圓柱形拉壓彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)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(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)26分，星期四拉伸彈簧用圓形簧絲卷繞而成，在卷制時(shí)各圈相互并緊2) 拉伸彈簧2 幾何尺寸 (見(jiàn)表)第10頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)26分，星期四表15.4 圓柱螺旋彈

5、簧幾何尺寸計(jì)算參數(shù)名稱及其代號(hào)單位計(jì) 算 公 式備 注壓縮彈簧拉伸彈簧彈簧絲直徑dmm根據(jù)強(qiáng)度條件計(jì)算確定彈簧外徑DmmD=D2+d D2彈簧中徑彈簧內(nèi)徑D1mmD1=D2-d節(jié)距tmm t=(0.280.5)D2t=d工作圈數(shù)n根據(jù)工作條件確定總?cè)?shù)n1n1=n+(1.52.5)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(duì)壓縮彈簧推薦：=59彈簧絲展開(kāi)長(zhǎng)度LmmL=D2n1/cosL=D2n1+掛鉤展開(kāi)長(zhǎng)度第11頁(yè)，共15頁(yè)，202

6、2年，5月20日，3點(diǎn)26分，星期四3 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(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)26分，星期四2) 拉伸彈簧有初應(yīng)力（圖15.6 b） 無(wú)初應(yīng)力（圖15.6 a）第13頁(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)26分，星期四二 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算1、已知條件2、設(shè)計(jì)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(jì)算曲度系k1；3）強(qiáng)度計(jì)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(yè)，共15頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)26分，星期四4）剛度計(jì)算 可得彈簧工作圈數(shù)5）穩(wěn)定性計(jì)算 B = H0 / D2