第14章彈簧第14章彈簧§14.1彈簧的類型和應用§14.2圓柱螺旋彈簧的結構形式材料及制造§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線主要參數及幾何尺寸計算彈簧第14章彈簧§14.1彈簧的類型和應用§14.2圓柱螺旋彈簧的結2§14.1彈簧的類型和應用一、彈簧的功用◆緩沖和吸振

◆測量力和力矩

◆控制機構的運動

◆貯存和輸出能量

車輛的緩沖彈簧彈簧秤§14.1彈簧的類型和應用一、彈簧的功用◆緩沖和吸振3§14.1彈簧的類型和應用二、彈簧的類型按照所承受的載荷不同，彈簧可以分為：拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉彈簧和彎曲彈簧等，常見的彈簧如下：拉伸彈簧圓截面壓縮彈簧變節距壓縮彈簧圓錐螺旋彈簧碟形彈簧渦卷彈簧環形彈簧扭轉彈簧渦卷彈簧板簧§14.1彈簧的類型和應用二、彈簧的類型按照所承受的載荷4§14.1彈簧的類型和應用拉伸彈簧圓截面壓縮彈簧這兩種彈簧剛度穩定，結構簡單，制造方便，應用最為廣泛§14.1彈簧的類型和應用拉伸彈簧圓截面壓縮彈簧這兩5§14.1彈簧的類型和應用緩沖及減振能力較強，制造及維護方便。主要用于重型機械的緩沖和減振裝置碟形彈簧渦卷彈簧此種彈簧能儲存較大的能量，常用于鐘表及儀表中的動力裝置§14.1彈簧的類型和應用緩沖及減振能力較強，制造及維護6§14.1彈簧的類型和應用環形彈簧可承受較大的壓力，緩沖能力很強，常用于重型設備的緩沖裝置§14.1彈簧的類型和應用環形彈簧可承受較大的壓力，緩7§14.1彈簧的類型和應用扭轉彈簧結構簡單，主要用于各種機械裝置中的壓緊和儲能§14.1彈簧的類型和應用扭轉彈簧結構簡單，主要用于各8§14.1彈簧的類型和應用板簧此種彈簧變形大、吸振能力強，主要用于各種車輛的緩沖和減振裝置§14.1彈簧的類型和應用板簧此種彈簧變形大、吸振能力9§14.2圓柱螺旋彈簧的結構形式、材料及制造

一、圓柱螺旋彈簧的結構形式

在重要的場合下，應采用兩端圈并緊并磨平的YⅠ型端部結構，以保證彈簧軸線與支承面垂直，從而使彈簧受壓時不致歪斜。YⅢ型則主要用于彈簧直徑較大的次要場合1、圓柱形壓縮螺旋彈簧端部的結構形式§14.2圓柱螺旋彈簧的結構形式、材料及制造一、圓柱螺旋102、圓柱形拉伸彈簧端部的結構形式圓柱螺旋拉伸彈簧在自由狀態下各圈相互并攏，即間距等于零。為了便于安裝和加載，在其端部制有鉤環，LⅠ、LⅡ型的鉤環由彈簧直接彎曲而成，這種彈簧主要用于彈簧絲直徑d≤10mm的不重要場合；LⅦ型與LⅧ型的掛鉤不與彈簧絲聯成一體，掛鉤可任意轉動。在受力較大的場合，最好采用LⅦ型鉤環，但其價格較貴。§14.2圓柱螺旋彈簧的結構形式、材料及制造

2、圓柱形拉伸彈簧端部的結構形式圓柱螺旋拉伸彈簧在自由狀態下11二、彈簧的材料及許用應力

§14.2圓柱螺旋彈簧的結構形式、材料及制造

為了使彈簧能可靠地工作，彈簧材料必須具有高的彈性極限和疲勞極限，同時應具有足夠的韌性和塑性，以及良好的熱處理性。常用的彈簧材料有碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、彈簧用不銹鋼和有色金屬合金等卷制→掛鉤的制作或端面圈的精加工→熱處理→工藝試驗及強壓處理。螺旋彈簧的制造工藝包括：三、彈簧的制造

二、彈簧的材料及許用應力§14.2圓柱螺旋彈簧的結構形式12§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算

一、圓柱螺旋彈簧的特性曲線表示載荷與相應變形之間關系的曲線稱為彈簧的特性曲線下圖為圓柱形等節距拉伸螺旋彈簧及其特性線λ1與λ2之差稱為彈簧的工作行程Flim為彈簧的極限工作載荷，在它的作用下彈簧絲內的應力達到了彈簧材料的屈服極限。彈簧的最小工作載荷通常取為最大工作載荷通常取在彈性極限范圍內，等節距的圓柱螺旋彈簧的特性曲線為一直線，則有k為彈簧的剛度§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算13§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算

右圖為圓柱形等節距壓縮螺旋彈簧及其特性線§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算14§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算

二、圓柱螺旋彈簧的幾何尺寸

中徑

D外徑D2內徑D1節距p螺旋升角α彈簧絲直徑d圈數n旋繞比C

主要參數：彈簧剛度和旋繞比是彈簧的兩個重要參數。在彈簧絲直徑d和其他條件相同的情況下，旋繞比C越小，彈簧剛度k越大，彈簧越硬，彈簧的卷制越困難；相反旋繞比C取得過小，則彈簧剛度過小，工作時容易顫動§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算15§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算

二、圓柱螺旋彈簧的幾何尺寸

C值的常用范圍C=5～10。設計時可根據彈簧絲的直徑選取，如表下所示。d/mm0.2～0.40.5～1.01.2～2.02.5～6.07.0～16≥18C＝D/d7～145～125～104～94～84～6彈簧的工作圈數n等于總圈數n1減去支撐圈數nz。為使彈簧具有穩定的工作性能，應使彈簧的有效圈數大于等于2，支撐圈的圈數一般為1.5、2、2.5。為使彈簧工作平穩，總圈數最好為0.5的倍數§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算16§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算

幾何尺寸計算～幾何尺寸壓縮彈簧拉伸彈簧簧絲直徑d由強度設計計算確定彈簧外徑DD＝D2＋d彈簧中徑D2D2＝Cd彈簧內徑D1D＝D2—d間距δδ=t—dδ=0節距tt=δ+d+λmax/n=D2/3~D2/2t=d螺旋升角αα=arctant/ΠD2（對壓縮彈簧α＝5°～9°）工作圈數n由剛度計算決定彈簧總圈數n1n1=n+(1.5～2.5)n1=n彈簧自由高度H0兩端并緊磨平(YⅠ型)H0=nt+(n1-n-0.5)d兩端并緊磨平(YⅡ型)H0=nt+(n1-n-0.5)d彈簧展開長度LL=ΠD2n1/cosα鉤環長度§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算17機械工業出版社ThankYou!本章結束機械工業出版社ThankYou!本章結束第14章彈簧第14章彈簧§14.1彈簧的類型和應用§14.2圓柱螺旋彈簧的結構形式材料及制造§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線主要參數及幾何尺寸計算彈簧第14章彈簧§14.1彈簧的類型和應用§14.2圓柱螺旋彈簧的結20§14.1彈簧的類型和應用一、彈簧的功用◆緩沖和吸振

◆測量力和力矩

◆控制機構的運動

◆貯存和輸出能量

車輛的緩沖彈簧彈簧秤§14.1彈簧的類型和應用一、彈簧的功用◆緩沖和吸振21§14.1彈簧的類型和應用二、彈簧的類型按照所承受的載荷不同，彈簧可以分為：拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉彈簧和彎曲彈簧等，常見的彈簧如下：拉伸彈簧圓截面壓縮彈簧變節距壓縮彈簧圓錐螺旋彈簧碟形彈簧渦卷彈簧環形彈簧扭轉彈簧渦卷彈簧板簧§14.1彈簧的類型和應用二、彈簧的類型按照所承受的載荷22§14.1彈簧的類型和應用拉伸彈簧圓截面壓縮彈簧這兩種彈簧剛度穩定，結構簡單，制造方便，應用最為廣泛§14.1彈簧的類型和應用拉伸彈簧圓截面壓縮彈簧這兩23§14.1彈簧的類型和應用緩沖及減振能力較強，制造及維護方便。主要用于重型機械的緩沖和減振裝置碟形彈簧渦卷彈簧此種彈簧能儲存較大的能量，常用于鐘表及儀表中的動力裝置§14.1彈簧的類型和應用緩沖及減振能力較強，制造及維護24§14.1彈簧的類型和應用環形彈簧可承受較大的壓力，緩沖能力很強，常用于重型設備的緩沖裝置§14.1彈簧的類型和應用環形彈簧可承受較大的壓力，緩25§14.1彈簧的類型和應用扭轉彈簧結構簡單，主要用于各種機械裝置中的壓緊和儲能§14.1彈簧的類型和應用扭轉彈簧結構簡單，主要用于各26§14.1彈簧的類型和應用板簧此種彈簧變形大、吸振能力強，主要用于各種車輛的緩沖和減振裝置§14.1彈簧的類型和應用板簧此種彈簧變形大、吸振能力27§14.2圓柱螺旋彈簧的結構形式、材料及制造

一、圓柱螺旋彈簧的結構形式

在重要的場合下，應采用兩端圈并緊并磨平的YⅠ型端部結構，以保證彈簧軸線與支承面垂直，從而使彈簧受壓時不致歪斜。YⅢ型則主要用于彈簧直徑較大的次要場合1、圓柱形壓縮螺旋彈簧端部的結構形式§14.2圓柱螺旋彈簧的結構形式、材料及制造一、圓柱螺旋282、圓柱形拉伸彈簧端部的結構形式圓柱螺旋拉伸彈簧在自由狀態下各圈相互并攏，即間距等于零。為了便于安裝和加載，在其端部制有鉤環，LⅠ、LⅡ型的鉤環由彈簧直接彎曲而成，這種彈簧主要用于彈簧絲直徑d≤10mm的不重要場合；LⅦ型與LⅧ型的掛鉤不與彈簧絲聯成一體，掛鉤可任意轉動。在受力較大的場合，最好采用LⅦ型鉤環，但其價格較貴。§14.2圓柱螺旋彈簧的結構形式、材料及制造

2、圓柱形拉伸彈簧端部的結構形式圓柱螺旋拉伸彈簧在自由狀態下29二、彈簧的材料及許用應力

§14.2圓柱螺旋彈簧的結構形式、材料及制造

為了使彈簧能可靠地工作，彈簧材料必須具有高的彈性極限和疲勞極限，同時應具有足夠的韌性和塑性，以及良好的熱處理性。常用的彈簧材料有碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、彈簧用不銹鋼和有色金屬合金等卷制→掛鉤的制作或端面圈的精加工→熱處理→工藝試驗及強壓處理。螺旋彈簧的制造工藝包括：三、彈簧的制造

二、彈簧的材料及許用應力§14.2圓柱螺旋彈簧的結構形式30§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算

一、圓柱螺旋彈簧的特性曲線表示載荷與相應變形之間關系的曲線稱為彈簧的特性曲線下圖為圓柱形等節距拉伸螺旋彈簧及其特性線λ1與λ2之差稱為彈簧的工作行程Flim為彈簧的極限工作載荷，在它的作用下彈簧絲內的應力達到了彈簧材料的屈服極限。彈簧的最小工作載荷通常取為最大工作載荷通常取在彈性極限范圍內，等節距的圓柱螺旋彈簧的特性曲線為一直線，則有k為彈簧的剛度§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算31§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算

右圖為圓柱形等節距壓縮螺旋彈簧及其特性線§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算32§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算

二、圓柱螺旋彈簧的幾何尺寸

中徑

D外徑D2內徑D1節距p螺旋升角α彈簧絲直徑d圈數n旋繞比C

主要參數：彈簧剛度和旋繞比是彈簧的兩個重要參數。在彈簧絲直徑d和其他條件相同的情況下，旋繞比C越小，彈簧剛度k越大，彈簧越硬，彈簧的卷制越困難；相反旋繞比C取得過小，則彈簧剛度過小，工作時容易顫動§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算33§14.3圓柱螺旋彈簧的特性曲線、主要參數及幾何尺寸計算

二、圓柱螺旋彈簧的幾何尺寸

C值的常用范圍C=5～10。設計時可根據彈簧絲的直徑選取，如表下所示。d/mm0.2～0.40.5～1.01.2～2.02.5～6.07.0～16≥18C＝D/d7～145～125～104～94～84～6彈簧的工作圈數n等于總圈數n1減去支撐圈數nz。為使彈簧具有穩定的工作性能，應