第十六章弹簧设计.ppt

第十六章弹簧设计
教学目标
、特点、
应用、材料及制造工艺;

方法;
弹簧是靠弹性变形来实现其功能的零件,它可以在载荷的作用下产生较大的弹性变形。在机械设备和仪器仪表中,弹簧的功能不同,其结构类型有很多种。圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的应用最广。本章主要介绍其结构、设计计算以及常用的弹簧特点和应用。
§ 弹簧的功能、类型及特性曲线
弹簧在各类机械中的应用十分广泛,是一种常用的弹性零件,其主要功能有:
1)缓冲吸振。例如汽车中的缓冲弹簧、铁路机车车辆的缓冲器、弹性联轴器中的弹簧等。这类弹簧具有较大的弹性变形,以便吸收较多的冲击能量。有些弹簧在变形过程中能依靠摩擦消耗部分能量以增加缓冲和吸振的作用。
2)控制运动。例如内燃机的阀门弹簧,离合器。制动器和凸轮机构中的弹簧等。这类弹簧常要求在某变形范围内作用力变化不大。
3)储存和释放能量。例如自动机床的刀架自动返回装置中的弹簧,经常开闭的容器中的弹簧,仪表和仪器中的发条等。这类弹簧既要求有较大的弹性,又要求有稳定的作用力。
4)测量力和力矩的大小。例如测力器、弹簧秤中的弹簧等。这类弹簧要求有稳定的载荷-变形性能。
弹簧的载荷-变形曲线称为弹簧特性曲线,特性曲线的形式与弹簧的结构有关。
按照所承受载荷的不同,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又可以分为螺旋弹簧、环形弹簧、碟形弹簧、板簧和平面涡卷弹簧等。
图16-1
1、等节距圆柱螺旋弹簧
此种圆截面簧丝的圆柱形弹簧结构简单,制造方便。特性曲线呈线性,刚度稳定,应用最为广泛。
图16-2
2、扭转圆柱螺旋弹簧
主要用于各种装置中的压紧和蓄能。
3、圆锥螺旋弹簧
结构紧凑、稳定性好、多用于承受较大载荷和减振,其防共振能力比不等节距圆柱螺旋弹簧好。
图16-3
4、碟形弹簧
缓冲及减振能力强。采用不同的组合可能得到不同的特性曲线。常用于重型机械的缓冲及减振装置。
图16-4
图16-5
5、环形弹簧
具有很高的消振能力,是最强力的缓冲弹簧。常用在铁路车辆、飞机着陆装置的缓冲装置中。