机械五金标准件认识与应用之二.pptx
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1、彈簧的認識與應用目錄一.彈簧的分類.二.彈簧的功能.三.彈簧的材料及選材.四.彈簧的制造.五.彈簧的工作原理.六.彈簧的參數.七.彈簧的計算.一一.弹弹簧分簧分类类:拉伸弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种。若按照弹簧形状又可分为弹簧的种类很多,若按照其所承受的载荷性质,弹簧主要分为:1.拉伸弹簧2.压缩弹簧拉伸弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种。若按照弹簧形状又可分为3.扭轉弹簧4.彎曲弹簧一一.弹弹簧分簧分类类:按照弹簧形状又可分为:1.螺旋弹簧2.碟形弹簧3.環形弹簧4.板弹簧5.盤弹簧一一.弹弹簧分簧分类类:二二.弹簧弹簧功能功能:弹簧是通过其自身产生较大弹性变形进行工作的一种弹性元件。在各类机
2、器中的应用十分广泛。其主要功用是:1)控制机械的运动,例如内燃机中控制气缸阀 门启闭的弹簧、离合器中的控制弹簧;2)吸收振动和冲击能量,例如各种车辆中的减 振弹簧及各种缓冲器的弹簧等;3)存储和释放能量,例如钟表弹簧、枪栓弹簧 等;4)测量力的大小,例如弹簧秤和测力器中的弹 簧等等。三三.弹簧材料弹簧材料:为了保障弹簧能够可靠地工作,其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外,还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。表20-2列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。实践中应用最广泛的就是弹簧钢,其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。图20-2给
3、出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。图20-2碳素钢丝直径与强度的关系 三三.弹簧材料弹簧材料:表表20-220-2主要弹簧材料及其许用应力主要弹簧材料及其许用应力三三.弹簧材料弹簧材料:注:注:1.按受力循环次数N不同,弹簧分为三类:类N106;类N=103105以及受冲击载荷的场合;类N4mm取下限。三三.弹簧材料弹簧材料:三三.弹簧材料選擇弹簧材料選擇:弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件,以及加工、热处理和经济性等因素,以便使选择结果与实际要求相吻合。钢是最常用的弹簧材料。当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时,可以采
4、用有色金属。此外,还有用非金属材料制做的弹簧,如橡胶、塑料、软木及空气等。四四.弹簧制造弹簧制造:螺旋弹簧的制造工艺过程如下:绕制;钩环制造;端部的制作与精加工;热处理;工艺试验等,对于重要的弹簧还要进行强压处理。弹簧的绕制方法分冷卷法与热卷法两种。(1)冷卷法:簧丝直径d8mm的采用冷卷法绕制。冷态下卷绕的弹簧 常用冷拉并经预先热处理的优质碳素弹簧钢丝,卷绕后一 般不再 进行淬火处理,只须低温回火以消除卷绕时的内应力。(2)热卷法:簧丝直径较大(d8mm)的弹簧则用热卷法绕制。在热 态下卷制的弹簧,卷成后必须进行淬火、中温回火等处理。对于重要的弹簧,还要进行工艺检验和冲击疲劳等试验。为提高弹
5、簧的承载能力,可将弹簧在超过工作极限载荷下进行强压处理,以便在簧丝内产生塑性变形和有益的残余应力,由于残余应力的符号与工作应力相反,因而弹簧在工作时的最大应力(见左图所示)比未经强压处理的弹簧小。五五.弹簧弹簧工作原理工作原理:1 1、定义:、定义:表征弹簧载荷F、T与其变形l之间关系的曲线,称为弹簧特性线。2 2、载荷与变形:、载荷与变形:对于受压或受拉的弹簧,载荷指压力或拉力,变形是指弹簧压缩量或伸 长量;对于受扭转的弹簧,载荷是指扭矩,变形是指扭角。3 3、常见类型:、常见类型:按照结构型式不同,常见的弹簧特性曲线有如图所示的四种:图图 a a直线型图直线型图 b b刚度渐增型刚度渐增型
6、图图 c c刚度渐减型图刚度渐减型图 d d混合型混合型弹簧的特性曲线应绘制在弹簧的工作图上,作为检验与试验的依据之一。同时还可在设计弹簧时,利用特性曲线进行载荷与变形关系的分析。11弹簧特性曲線弹簧特性曲線 五五.弹簧弹簧工作原理工作原理:1 1、定义:、定义:弹簧刚度是指使弹簧产生单位变形的载荷,用K和KT分别表示拉(压)弹簧的刚度与扭转弹簧的刚度,其表达式如下:对于拉压弹簧 对于扭转弹簧 其中:F-弹簧轴向拉(压)力;-弹簧轴向伸长量或压缩量;T-扭转弹簧的扭矩;-扭转弹簧的扭转角。22弹簧刚度弹簧刚度 2 2、弹簧刚度与弹簧特性的关系、弹簧刚度与弹簧特性的关系图a)所示的直线型弹簧,其
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