《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第4版》 課件 15彈簧

一、主要內(nèi)容1、彈簧的功用和類型；2、圓柱螺旋彈簧的材料和許用應(yīng)力；3、圓柱螺旋彈簧的設(shè)計(jì)；學(xué)習(xí)指導(dǎo)

第十五章彈簧

二、重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容1、圓柱螺旋彈簧的應(yīng)力、變形和特性曲線；2、圓柱螺旋彈簧的設(shè)計(jì)、計(jì)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(dòng)2)控制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及構(gòu)件位置3)測(cè)量力的大小4)儲(chǔ)存能量1.圓柱螺旋彈簧承受壓縮。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，剛度穩(wěn)定，應(yīng)用最廣。承受拉伸。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，剛度較穩(wěn)定，應(yīng)用較廣。承受扭轉(zhuǎn)。主要用于各種裝置的壓緊、儲(chǔ)能或傳遞轉(zhuǎn)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(qiáng)。主要用于要求緩沖和減震能力強(qiáng)的重型機(jī)械。承受扭轉(zhuǎn)。其結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)。儲(chǔ)存的能量隨圈數(shù)的增多二增大。多用于鐘表、儀器的儲(chǔ)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(shè)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(jī)、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(yīng)力

對(duì)彈簧的材料的主要要求是：1.必須有較高的彈性極限,強(qiáng)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(yīng)有足夠的經(jīng)久不變的彈性,且脫碳性要小;3.對(duì)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(yīng)力與材料品質(zhì)、熱處理方法、載荷性質(zhì)、工作條件以及彈簧絲直徑有關(guān)。二、彈簧的許用應(yīng)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(shè)計(jì)

一、彈簧的端部結(jié)構(gòu)二、彈簧的應(yīng)力、變形和特性曲線1.彈簧的應(yīng)力與變形(1)彈簧的應(yīng)力扭轉(zhuǎn)引起的切應(yīng)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(yīng)力數(shù)值與強(qiáng)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(nèi)工作時(shí)載荷F與變形量之間的關(guān)系曲線?！耦A(yù)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(duì)于Ⅰ類載荷對(duì)于Ⅱ類載荷對(duì)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(jì)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(jì)算見表15-6。圓柱螺旋壓縮彈簧高徑比b過(guò)大時(shí)，承壓時(shí)會(huì)喪失穩(wěn)定，如圖a所示，一般?。环駝t，應(yīng)在彈簧內(nèi)側(cè)加裝導(dǎo)桿(如圖b所示)或在外測(cè)加裝導(dǎo)套(如圖c所示)?！芩摹椈傻脑O(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)彈簧的已知條件：工作載荷及相應(yīng)的變形或行程和空間位置的限制。設(shè)計(jì)彈簧的一般步驟：(1)根據(jù)工作條件，選擇材料及彈簧結(jié)構(gòu)形式；(2)根據(jù)強(qiáng)度、剛度或變形條件計(jì)算和確定主要參數(shù)；(3)計(jì)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(xí)題

【1】圓柱螺旋彈簧壓縮彈簧受壓力時(shí)，其彈簧絲截面上產(chǎn)生的是壓力?！?】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(chǔ)存彈簧?！?】若兩個(gè)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。【5】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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(cè)力彈簧宜采用變剛度彈簧?！?】在圓柱螺旋彈簧受拉力時(shí)，其彈簧絲截面上受扭