14.5 弹簧

你是否想拥有发达得胸、臂部肌肉?那就不妨经常玩一完拉力器。让我们再多了解一些弹簧得专业知识吧。

14.5.1 弹簧的功用

一、控制机构运动

二、缓冲和吸振

三、改变机器构件得固有频率,避免共振

四、储存能量

五、测力量14.5.2 常用弹簧得种类
一、圆柱形螺旋拉伸弹簧(中)

二、圆柱形螺旋压缩弹簧(左)

三、锥形螺旋压缩弹簧

四、圆柱形螺旋扭转弹簧(右)

五、环形弹簧与蝶形弹簧

六、盘形弹簧

七、板弹簧

锥形螺旋压缩弹簧
环形弹簧与蝶形弹簧
盘形弹簧
板弹簧
14.5.3圆柱螺旋弹簧的设计

  圆柱螺旋弹簧得设计是金属丝按螺旋线卷绕而成,制造简单,应用广泛。根据它得功用可分为:压缩弹簧拉伸弹簧扭转弹簧
拉伸弹簧压缩弹簧扭转弹簧
拉伸弹簧
压缩弹簧
扭转弹簧

一、弹簧的端部结构:除参加变形得有效圈数n外,其两端各有0.75-1.75圈并不参加变形,称支承圈

1、压缩弹簧的端部结构

2、拉伸弹簧得端部结构

二、弹簧的几何尺寸

三、弹簧的特性:

1、弹簧指数(又称旋绕比):弹簧中径D2与弹簧丝直径之比。即:

2、特性曲线:载荷与变形的关系线图

(1)压缩弹簧特性线

(2)拉伸弹簧特性线

四、圆柱形螺旋弹簧的计算:

1、强度计算:强丝计算的目的是确定弹簧直径

2、刚度计算:刚度计算的目的是确定弹簧工作圈数

3、稳定性:当弹簧圈数较多,高径比 较大时,易发生失稳,侧向弯曲,一般取 ,否则应在弹簧内加导杆或在外侧加套筒

五、弹簧按受力循环次数不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。碳素弹簧钢丝按其抗拉强度不同分为Ⅰ、Ⅱ(Ⅱa)和Ⅲ组,二者不可混淆。

六、例:已知由Ⅱ组碳素弹簧钢丝卷绕的圆柱形螺旋压缩弹簧,工作时承受的载荷F2=1200N(Ⅲ类载荷),要求弹簧内径D1≤50mm。试计算弹簧指数和弹簧丝直径d。解:本题给出了弹簧内径D1的限制条件,需要用试算法来确定弹簧指数C。

  因碳素弹簧丝的许用应力[τ]与弹簧丝直径d有关,故应采取试算法求弹簧丝直径d'。按经验取d'=6mm,则 取C=9
查表,σb=1350MPa,K=1.16,则[τ]=0.5σb=675MPa

∵d'<d,不安全,应重新取较大的d'=7mm,进行试算再设d'=7mm,进行试算,再设d'=7mm
取C=8

  查表,σb=1250MPa,K=1.18,则[τ]=0.5σb=625MPa

∵d'>d,且它们较接近,因此计算结果安全、适用

圆柱形螺旋拉伸弹簧圆柱形螺旋扭转弹簧圆柱形螺旋压缩弹簧