彈簧設計基礎知識ppt課件-資料下載頁
2025-05-03 22:54本頁面
【正文】 ][32 31 ?? ?? dMKWMK1?? 34414dCC ????EIMl??強度條件 ： 扭轉變形： W截面系數 [σ ] ≈ [τ] E材料彈性模量， I簧絲截面慣性矩， n彈簧有效圈數， D2彈簧中徑 。 r adEI nTDEI nMD 22 180?? ?三、圓柱螺旋扭轉彈簧的計算 在扭矩 T作用下，簧絲任意截面 BB內的載荷為 ： 彎矩： M=Tcosα 因為 α 很小，則可認為扭簧只承受彎矩： M ≈ T 扭矩： T’=Tsin α M M T T υ T’ B B α M T D2 剛度 ： nDEITk2180?? ?對于長臂扭轉彈簧，還要考慮扭臂的變形，此時 ?????? ???? )(31367 0214 llDdET ????????????)(313670 214llnDdEk??1） 對于精度高的扭轉彈簧，圈與圈之間應 留有間隙 ，以免載荷作用下，因摩擦而影響其特性曲線 。 2） 扭轉彈簧的 旋向應與外加力矩一致 。 彈簧內側的最大工作應力（壓）與卷繞產生的殘余應力（拉）反向（抵消），從而提高承載能力。 3） 心軸和彈簧內徑之間必須留有間隙。避免因 D2減小而抱軸。 設計要點： 已知條件： 最大工作載荷 Fmax和相應的變形 λ max， 其 它要求（如工作溫度、安裝空間的限制等） 設計確定： 彈簧絲直徑、彈簧中徑、工作圈數、彈簧 的螺旋升角和長度等。 四、圓柱螺旋扭轉彈簧的設計步驟 計算步驟： 1)選擇彈簧材料及許用應力，以及扭簧的結構形式； 3)根據安裝空間初設彈簧中徑 D，由 C值估取彈簧絲 直徑 d，并查取彈簧絲的許用應力； 4)試算簧絲直徑 d’： 2) 選擇旋繞比 C，通常可取 C ≈5 ~8，并算出補償系 數 K1值； ? ??KCFd m a x39。 ?)44/()14(1 ??? CCK檢查尺寸是否合適。 5) 根據變形條件求出彈簧工作圈數 ： TDEIn180??6） 計算彈簧絲長度： hLDnL ?? ?環(huán)形彈簧 潘存云教授研制 板 簧 潘存云教授研制 五 其他彈簧簡介 渦卷彈簧 碟形彈簧 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 1 2 3 4 O F y /t 一、碟形彈簧 結構特點： 用鋼板沖制而成，外形象碟子。 往往將多個組合使用 載荷、變形： 軸向力沿周邊均勻分布、 h變小而產生軸向變形 。 特性曲線： 呈非線性，變形取決于比值 h/t變化。 重要特性： 當 h/t≈，中間一段接近于水平。 利用這一特性可在一定變形范圍內保持載荷的恒定。例如在精密儀器中，可利用碟形彈簧使軸承端面的摩擦力不受溫度變化的影響；在密封墊圈中利用這一特性使密封性能不受溫度的影響。 F 簧片變平點 D1 t h D h t = h t = h t = 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 F λ 加載 卸載 碟形彈簧組合形式 對合式組合彈簧 變形量增加，承載力不變。 由于簧片之間存在摩擦損失，導致加載和卸載特性曲線不一樣。 ↑ → 吸振能力 ↑ 復合式彈簧： 疊合式組合彈簧 摩擦阻尼大，特別適用于緩沖和吸振 在變形量不變時，承載力大大增加 。 摩擦消耗的能量 陰影面積 可同時增加變形量和承載能力 優(yōu)點： 變形量小、承載能力大、在受載方向空間尺寸小。 用途： 常用作重型機械、飛機等的強力緩沖彈簧，以及在離合器、減壓閥、密封圈、自動控制機構中獲得了廣泛地應用。 缺點： 用作高精度控制彈簧時，對材料和制造工藝（加工精度、熱處理）要求較嚴，制造困難。 潘存云教授研制 所消耗的能量 F b O F λ A B 二、環(huán)形彈簧 工作原理： 在軸向載荷的作用下，內外圓環(huán)的接觸面之間將產生很大的法向反力，迫使內環(huán)直徑減小、外環(huán)直徑加大；當卸載后，由于環(huán)的角大于摩擦角，彈簧在彈性內力的作用下復原。 特性曲線： 加載曲線與卸載曲線不重合，摩擦耗能大 。由于內外圓環(huán)的接觸錐面之間產生很大的摩擦力，工作中由于克服摩擦力而消耗很多能量。 應用： 因具有很強的緩沖吸振作用，常用于緩沖裝置。 結構特點： 由若干個帶錐面的內外圓環(huán)組合而成的一 種壓縮彈簧 。 λmax T max AB段為彈簧內力克服靜摩擦力的情況 F F F β A U 所儲能量 φmax T max T max φmin φ T b s 彈簧絲截面 特性曲線： 三、平面蝸卷彈簧（ 發(fā)條彈簧 ） 結構特點： 形狀呈阿基米德螺線，外端固定在活動構 件上，內端固定在心軸上，截面呈矩形。 作用： 積蓄能量，帶動活動構件運動，完成機構所需 要的動作。 載荷： 外載荷是扭矩，簧絲截面受彎矩。 受力與圓柱螺旋扭簧相同 應用實例： 儀表機構的發(fā)條及武器的發(fā)射彈簧。 T T 由于結構原因，中間段呈直線，兩端不是。 所消耗的能量 四、板彈簧 λ F λmin Fmin 結構特點：由若干片長度不等，曲率不同的彈簧鋼板組合而成。裝配后產生初應力，以提高強度 。 與工作變形相反 特性曲線： 夾在時板簧的彎曲變形量與載荷成正比； 由于有摩擦，卸載時曲線不是直線。 應用： 板簧主要用在車輛懸掛裝置中，起減振作用 。 F max λmax 彈簧設計應考量事項 彈簧設計應考量事項 彈簧設計應考量事項
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