文档介绍：第20章弹簧
概述
圆柱螺旋弹簧设计
概述
弹簧的功用与类型
弹簧的主要功用表现在以下几个方面。
①缓冲和减振。如汽车、火车车厢下的减振弹簧,各种缓冲器的缓冲弹簧等。
②控制机构的运动。如内燃机中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧等。
③储存及输出能量。如钟表弹簧、枪闩弹簧等。
④测量力的大小。如弹簧秤、测力器中的弹簧等。
弹簧的主要类型、特点及应用见表20-1。
类型
承载方式
简图
特点及应用
螺旋弹簧
圆柱形弹簧
压
缩
刚度稳定,结构简单,制造方便,应用最广
拉
伸
扭
转
在各种装置中用于压紧、储能或传递转矩
圆锥形弹簧
压
缩
结构紧凑,稳定性好,刚度随载荷增大而增大,多用于载荷较大和需要减振的场合
表20-1 弹簧的主要类型、特点及应用
类型
承载方式
简图
特点及应用
其他弹簧
蝶形弹簧
压
缩
刚度大,缓冲吸振能力强,适用于载荷很大而弹簧的轴向尺寸受到限制的场合,如常用作重型机械、大炮等的缓冲和减振弹簧
环形弹簧
压
缩
能吸收较多能量,有很高的缓冲和吸振能力,常用作重型车辆和飞机起落架等的缓冲弹簧
盘
簧
扭
转
变形角大,能储存的能量大,轴向尺寸较小,多用于钟表、仪器中的储能弹簧
板弹簧
弯
曲
缓冲和减振性能好,主要用作汽车、拖拉机、火车车辆等悬挂装置中的缓冲和减振弹簧
续表
弹簧的材料与制造
材料
许用剪应力 []/MPa
剪切弹性模量G/MPa
推荐使用温度/℃
类别
代号
Ⅰ类弹簧
Ⅱ类弹簧
Ⅲ类弹簧
碳素
弹簧钢线
ⅠⅡⅡ Ⅲ
 b
 b
 b
80000
-40~120
65Mn
420
560
700
80000
-40~120
合金弹簧钢丝
60Si2Mn
480
640
800
80000
-40~200
65Si2MnA
570
760
950
80000
-40~250
50CrVA
450
600
750
80000
-40~210
不锈钢丝
1Cr18Ni9
330
440
550
73000
-250~300
4Cr13
450
600
750
73000
-40~300
表20-2 弹簧常用材料及许用剪应力
大量生产时,是在万能自动卷簧机上卷制;单位及小批生产时,则在普通车床或手工制作。弹簧丝直径小于或等于8mm时,常用冷卷法,卷前热处理,卷后要低温回火;直径大于8mm时,采用热卷(热卷温度800℃~1000℃)法,热卷后经淬火和中温火处理,弹簧成型后要进行表面检验,表面应光洁、无伤痕、无脱碳等缺陷。受变载荷的弹簧,还须经喷丸等表面处理,以提高弹簧的疲劳寿命。
圆柱螺旋弹簧设计
弹簧的端部结构
图20-1 压缩弹簧的端部结构