弹簧基础知识培训教材.共40页文档

弹簧基础知识弹簧基础知识1、概述1.1弹簧功用弹簧是利用自身的变形产生力或储存能量的机械零件。

其主要功能有：①控制机械的运动：如内燃机中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧；②吸收振动和冲击能量，如车辆中的缓冲弹簧、联轴器的吸振弹簧；③储存及输出能量作为动力，如钟表弹簧；④用做测力元件，如测力器和弹簧秤中的弹簧等。

1.2弹簧种类按照所承受的载荷不同，弹簧可以分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种；按照弹簧的形状不同，弹簧有可以分为螺旋弹簧、环形弹簧、碟形弹簧、板簧和盘簧等。

其中螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕制成的，结构简单且可以根据受载情况制成各种型式，应用最广泛。

1.3弹簧各部分名称及尺寸关系⑴、弹簧丝直径d：制造弹簧的钢丝直径。

⑵、弹簧外径D：彈簧的最大外直径⑶、弹簧内径D1：弹簧的最小外径⑷、弹簧中径D2：弹簧的平均直径⑸、t：除支撑圈外，弹簧相邻两圈对应点在中径上的轴向距离成为节距。

⑹、支撑圈数n2：为了使弹簧在工作时受力均匀，保证轴线垂直端面、制造时，常将弹簧两端并紧。

并紧的圈数仅起支撑作用，一般由1.5d、2d、2.5d,常用的是2d⑺、有效支撑圈数n:弹簧能保持相同节距的圈数⑻、总圈数n1:有效圈数与支撑圈数的和.⑼、自由长度L:弹簧在未受外力作用下的长度.⑽、螺旋方向:有左右之分,常用右旋,图纸未注明时用右旋.⑾、弹簧刚度E:弹簧的载荷变量与变形变量之比.⑿、旋绕比C:也称弹簧指数,C=D2/d,其它条件相同时,C值越小,弹簧内、外侧的应力差越悬殊，材料利用率就越低。

所以在设计弹簧时一般规定C>4。

⒀、螺旋升角α：α=arctgt/πD2,圆拄螺旋压缩弹簧一般应在5°～9°范围内选取。

2、弹簧使用材料及用途弹簧材料应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性和良好的热处理性能。

在选择弹簧材料时，应考虑到弹簧的使用条件、功用及其重要程度。

所谓使用条件时指载荷性质、大小及其循环特性，工作温度和周围介质情况等。

拉
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56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
弹簧基础知识教学教材
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弹簧。通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不 锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和 耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜 （钝化膜）的形成。这种不锈 性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝 酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当 铬含量 达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈 到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。表面美观以及使用可能性多样 化。
弹簧是机械和电子行业中广泛使用的一种弹性元件，弹簧在受载时 能产生较大的弹性变形，把机械功或动能转化为变形能，而卸载后弹簧 的变形消失并回复原状，将变形能转化为机械功或动能。
弹簧的主要功用有：① 测力，如弹簧秤和测量计的弹簧等；②控 制运动，如离合器、制动器和阀门控制弹簧；③减振和缓冲，如缓冲器、 减振器的弹簧等；④储能或输能，如钟表、仪表和自动控制机构上的弹 簧等。
JIS G 3561
合 阀用油回火铬钒钢线 JIS G 3565
金 阀用油回火硅铬钢线 JIS G 3566
SWO-V SWOCV-V SWOSC-V
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120℃
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220℃
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245℃
弹簧用油回火硅铬钢线 JSMA NO.5
SWOSM(2)
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220℃
黄铜线
铜
白铜线
合
金
磷青铜线
铍铜线
JIS H3521 H 3721
SHINYUAN ELECTRONIC., LTD
弹簧基础知识
弹簧的用途：
主要功能有：①控制机械的运动，如内燃机中的阀门弹簧、离合器 中的控制弹簧等。②吸收振动和冲击能量，如汽车、火车车厢下的缓冲 弹簧、联轴器中的吸振弹簧等。③储存及输出能量作为动力，如钟表弹 簧、枪械中的弹簧等。④用作测力元件，如测力器、弹簧秤中的弹簧等。 弹簧的载荷与变形之比称为弹簧刚度，刚度越大，则弹簧越硬。

9）自由高H0: 弹簧在未受外力作用下的高度。 由下式计算：H0 = nt+(n2-0.5)d = nt+1.5d (n2=2时)
10）弹簧展开长度L：绕制弹簧时所需钢丝的长度。 L≈ЛDn1(压簧) L≈ЛDn1+钩部展开长度（拉簧）
11）螺旋方向：有左右旋之分，常用右旋，图纸没注明的一般用右旋。 12) 弹簧旋绕比 C；中径D与钢丝直径d之比。
簧等。 ③ 储存及输出能量作为动力，如钟表弹簧、枪械中的弹簧等。 ④ 用作测力元件，如测力器、弹簧秤中的弹簧等。弹簧的载荷与变形之比称为
弹簧刚度，刚度越大，则弹簧越硬。
弹簧是机械和电子行业中广泛使用的一种弹性元件，弹簧在受载时能产生较大 的弹性变形，把机械功或动能转化为弹性势能，而卸载后弹簧的变形消失并回复 原状，将弹性势能转化为机械功或动能。
（三）圆柱螺旋扭转弹簧的设计步骤
已知条件：最大工作载荷Fmax 和相应的变形λmax，其他要求（如工作温度、 安装空间的限制等） 设计确定：弹簧丝直径、弹簧中经、工作圈数、弹簧的螺旋升角和长度等。
设计步骤
1）选择弹簧材料及许用应力，以及扭簧的结构形式： 2）选择旋绕比C，通常可取C ≈5 ～8，并算出补偿系数
例题 设计一圆柱形螺旋压缩弹簧，簧丝剖面为圆形。已知最小载荷 F min=200N，
最大载荷 F max=500N，工作行程h=10mm，弹簧Ⅱ类工作，要求弹簧外径不超过 28mm，端部并紧磨平。
试算一
(1)选择弹簧材料和许用应力。 选用C级碳素弹簧钢丝。
根据外径要求，初选C=7，由C=D2/d=(D-d)/d得d=3.5mm，由表1查得 sb=1570MPa，由表2知：[t]=0.41sb=644MPa。