機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)14彈簧-文庫(kù)吧
2024-12-23 18:51 本頁(yè)面
【正文】 材料時(shí)，應(yīng)充分考慮彈簧的工作條件、功用、重要性和經(jīng)濟(jì)條件等因素。 碳素彈簧鋼 ,如 6 70、 85鋼等，其價(jià)格便宜，供應(yīng)充足，熱處理后具有較高的強(qiáng)度、 適宜的韌性和塑性，故應(yīng)用最廣。但它的彈性極限低，多次重復(fù)變形后易失去彈性，不適合在高于 120℃ 的溫度下工作；彈簧鋼絲直徑大于 12mm時(shí)，不易淬透，只適用于制造小尺寸的彈簧。 2. 許用應(yīng)力 彈簧絲常用材料的許用應(yīng)力、特點(diǎn)及應(yīng)用列于表 141。許用應(yīng)力與載荷性質(zhì)有關(guān)，作用次數(shù)在 次以上的變載荷屬于 Ⅰ 類(lèi)載荷，如內(nèi)燃機(jī)閥門(mén)彈簧、電磁閘瓦制動(dòng)器彈簧受到 的載荷；作用次數(shù)在 ～ 次的變載荷以及沖擊載荷屬于 Ⅱ 類(lèi)載荷，如調(diào)速器彈簧、一般車(chē)輛彈簧受到的載荷；作用次數(shù)在 次以下的變載荷 (即基本為靜載荷 )屬于 Ⅲ 類(lèi)載荷，如一般溢流閥彈簧、摩托車(chē)摩擦式安全離合器彈簧等受到的載荷。碳素彈簧鋼絲的許用應(yīng)力還與其抗拉強(qiáng)度極限有關(guān)，其抗拉強(qiáng)度極限見(jiàn)表 142。按用于制作低應(yīng)力、中等應(yīng)力和高應(yīng)力三種彈簧的情況，應(yīng)分別選用 B、 C和 D三個(gè)等級(jí)的碳素彈簧鋼絲。 610310 610310合金彈簧鋼，如硅錳鋼和鉻釩鋼等，用于制作承受變載荷、沖擊載荷或工作溫度較高的彈簧。 有色金屬合金，如硅青銅、錫青銅和鈹青銅等，用于制作在潮濕、酸性或其他腐蝕性介質(zhì)中工作的彈簧。 表 141 螺旋彈簧的常用材料和許用應(yīng)力 b? 表 142 碳素彈簧鋼絲的抗拉強(qiáng)度極限 (MPa) 在一般機(jī)械中，常用的是用圓截面金屬絲繞成的圓柱螺旋壓縮 (拉伸 )彈簧。本章只討論這種彈簧的結(jié)構(gòu)、制造與設(shè)計(jì)。 ● 圓柱螺旋壓縮 (拉伸 )彈簧的結(jié)構(gòu)和制造 ● 圓柱螺旋壓縮 (拉伸 )彈簧的結(jié)構(gòu) 1. 圓柱螺旋壓縮彈簧 如圖 ，直徑為 d的彈簧絲，沿中徑 D旋繞，旋向?yàn)橛倚?(一般應(yīng)采用右旋 ), 螺旋升角 ；在自由狀態(tài)下，高度為 ，節(jié)距為 t，各圈之間有適當(dāng)?shù)拈g距 ，以便彈簧受壓時(shí)有足夠的變形空間，即在最大載荷作用下，各圈之間仍保留一定的間距 ，一般推薦 mm。 彈簧的端部結(jié)構(gòu)如圖 ，其中 YI型和 YⅡ 型彈簧兩端各有 ～ ，不參與變形，起支承作用，稱(chēng)為支承圈。彈簧能參與變形的圈數(shù)稱(chēng)為有效圈數(shù)。在重要的場(chǎng)合下，應(yīng)采用兩端圈并緊并磨平的 YI型端部結(jié)構(gòu)，以保證彈簧軸線(xiàn)與支承面垂直，從而使彈簧受壓時(shí)不致于歪斜。磨平部分應(yīng)不少于彈簧圓周長(zhǎng)度的 3/4,末端厚度約為 d/4，一般端面的表面粗糙度值 μm。 ?0H ?1? 1 0 .1 0 .2d? ? ≥25aR ≤ 彈簧的總?cè)?shù) 等于有效圈數(shù) n與支承圈數(shù) 之和，即 為了使彈簧具有穩(wěn)定的工作性能，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使彈簧的有效圈數(shù) n≥2，支撐圈的圈數(shù) 一般取 ， 2, ，推薦總?cè)?shù)為 。 1n 2n 12n n n??2n 圖 壓縮彈簧 (a) YI型 (b) YⅡ 型 (c) YⅢ 型 圖 壓縮彈簧的端部結(jié)構(gòu) 2. 圓柱螺旋拉伸彈簧 其螺旋結(jié)構(gòu)與圓柱螺旋壓縮彈簧的基本相同，不同的是：在自由狀態(tài)下，圓柱螺旋拉伸彈簧各圈相互并攏，即間距等于零。這類(lèi)彈簧可分為無(wú)預(yù)應(yīng)力和有預(yù)應(yīng)力兩種，前者的各圈雖然并緊，且相互間沒(méi)有壓緊力，故在自由狀態(tài)下彈簧絲中沒(méi)有預(yù)應(yīng)力；而后者是在卷繞成形時(shí)，使彈簧絲繞其自身軸線(xiàn)扭轉(zhuǎn)，制成彈簧的各圈之間具有一定壓緊力，故在自由狀態(tài)下彈簧絲中存在著一定的預(yù)應(yīng)力。有預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧主要用在要求彈簧軸向尺寸較小的場(chǎng)合。 為了便于安裝和加載，圓柱螺旋拉伸彈簧端部制有掛鉤 (如圖 )。 LI、 LIII型掛鉤 [如圖 (a)、 (b)所示 ]制造方便，應(yīng)用很廣，但加載時(shí)在掛鉤根部的過(guò)渡圓角處會(huì)產(chǎn)生很大的彎曲應(yīng)力，所以只適用于簧絲直徑 mm的彈簧。
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