各式各樣的彈簧第一頁，共十八頁，2022年，8月28日彈簧特性線——表示彈簧載何與變形量之間的關(guān)系曲線彈簧的剛度——彈簧的載荷變化量與變形變化量之比，以k表示

拉壓彈簧

扭轉(zhuǎn)彈簧

彈簧特性線呈直線的，其剛度為常數(shù)，稱為定剛度彈簧；當特性線呈折線或曲線時，其剛度是變化的，稱為變剛度彈簧。

常見彈簧的種類及特性曲線

第二頁，共十八頁，2022年，8月28日2、變形能加載過程中彈簧所吸收的能量稱為變形能對于拉、壓彈簧

對于扭轉(zhuǎn)彈簧

加載與卸載特性線所包圍的面積即代表消耗的能量U0，U0越大，說明彈簧的吸振能力越強。U0與U之比值稱為阻尼系數(shù)。

第三頁，共十八頁，2022年，8月28日§20—2圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)、制造及材料1、壓縮彈簧彈簧兩端的端面圈與鄰圈并緊，不參與彈簧變形，只起支承的作用，俗稱死圈。一、圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)第四頁，共十八頁，2022年，8月28日2、拉伸彈簧如圖，圓柱螺旋拉伸彈簧不受外力的自由狀態(tài)，此時彈簧各圈應(yīng)互相并攏。拉伸彈簧分無初拉力和有初拉力兩種。拉伸彈簧的端部結(jié)構(gòu)形式第五頁，共十八頁，2022年，8月28日彈簧的卷制方法有冷卷法和熱卷法

二、圓柱螺旋彈簧的制造要求彈簧材料應(yīng)具有高的彈性極限和疲勞極限，足夠的韌性和塑性，良好的熱處理性能。常用的彈簧材料有：碳素彈簧鋼（如60、75、65Mn等）、硅錳彈簧鋼（如60Si2MnA）、鉻釩彈簧鋼（如50Cr-VA）、不銹鋼（如1Cr18Ni9）及青銅（如QBe2）等。三、圓柱螺旋彈簧的材料及許用應(yīng)力彈簧材料的許用應(yīng)力與彈簧的受載循環(huán)次數(shù)有關(guān)1、彈簧的材料2、彈簧的許用應(yīng)力第六頁，共十八頁，2022年，8月28日§20—3圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的設(shè)計計算一、彈簧特性線

預(yù)緊力F1稱為彈簧的最小載荷。Fmax為彈簧所承受的最大工作載荷，此時，彈簧高度壓縮到H2，相應(yīng)變形為λmax，該時刻彈簧各圈之間仍應(yīng)保留δ1的間隙，欲稱余隙。F3為彈簧的極限載荷。λmax與λ1之差或H2與H1之差，稱為彈簧的工作行程λ0

第七頁，共十八頁，2022年，8月28日二、基本參數(shù)及其選擇圓柱螺旋彈簧的主要參數(shù)有：彈簧絲直徑d、彈簧圈外徑D、內(nèi)徑D1、中徑D2、彈簧節(jié)距p和螺旋升角α、彈簧指數(shù)C（旋繞比）三、圓柱螺旋拉壓彈簧的強度計算1、彈簧受力當壓縮彈簧承受軸向載荷F的作用時，鋼絲剖面A-A上作用著橫向力F和扭矩T，A-A剖面呈橢圓形，現(xiàn)取垂直于鋼絲軸線的剖面B-B。第八頁，共十八頁，2022年，8月28日K——曲度系數(shù)2、彈簧應(yīng)力壓縮彈簧最大切應(yīng)力四、彈簧的剛度計算1、彈簧的變形2、彈簧剛度和圈數(shù)

3、彈簧的穩(wěn)定性驗算

壓縮彈簧的自由高度H0與中徑D2之比稱為長細比，以b表示第九頁，共十八頁，2022年，8月28日當彈簧兩端固定時，b<5.3；當彈簧一端固定，一端可轉(zhuǎn)時，b<3.7；當彈簧兩端都可轉(zhuǎn)動時，b<2.6。

Fc=CBkH0Fc——臨界穩(wěn)定載荷

CB——不穩(wěn)定系數(shù)

k——彈簧剛度為保證彈簧的穩(wěn)定性必須滿足Fc≥(2~2.5)Fmax

若長細比不滿足要求，結(jié)構(gòu)上又不允許加裝導(dǎo)桿或?qū)?，則必須進行穩(wěn)定性計算其臨界穩(wěn)定載荷第十頁，共十八頁，2022年，8月28日§20—4圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計計算一、圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的結(jié)構(gòu)及特性曲線

扭轉(zhuǎn)彈簧的特性如左圖，呈螺旋形，兩端帶有桿臂或掛鉤，自由狀態(tài)下，各彈簧圈間留有少量間隙。扭轉(zhuǎn)彈簧的特性線見右圖。

第十一頁，共十八頁，2022年，8月28日二、圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計計算

扭轉(zhuǎn)彈簧曲度系數(shù)

K′

圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧鋼絲剖面中的應(yīng)力，可近似地看作彎曲梁進行計算最大扭轉(zhuǎn)角

扭轉(zhuǎn)剛度

工作圈數(shù)第十二頁，共十八頁，2022年，8月28日§20—5其它類型彈簧簡介平面蝸卷形盤簧又稱蝸卷簧，它的結(jié)構(gòu)是按阿基米德螺線形成的，如左圖。平面蝸卷形盤簧特性曲線如右圖

一、平面蝸卷形盤簧第十三頁，共十八頁，2022年，8月28日環(huán)形彈簧是由若干具有配合錐面的內(nèi)、外圓環(huán)相互疊合而組成的一種壓縮彈簧，如左圖。二、環(huán)形彈簧環(huán)形彈簧的特性曲線圖第十四頁，共十八頁，2022年，8月28日碟形彈簧又稱別氏彈簧，彈簧呈截錐形碟形，只能承受軸向載荷，如上圖。碟形彈簧的特性曲線如下圖三、碟形彈簧第十五頁，共十八頁，2022年，8月28日碟形彈簧一般成組使用。碟形彈簧的組合方式有兩種，如左圖——對合式碟形彈簧