文档介绍：工程背景
弹簧是一种弹性元件,它可以在载荷作用下产生较大的弹性变形并吸收一定的能量,当外载荷卸除后,弹簧又能迅速地恢复原来的形状,并释放出吸收的能量。
用途
实例
弹
簧
控制机
构的运动
制动器、离合器中的控制弹簧,
内燃机汽缸的阀门弹簧等
减振和
缓冲
汽车、火车车厢下的减振弹簧,以及各种缓冲器用的弹簧等
储存及
输出能量
钟表弹簧、枪闩弹簧等
测量力
的大小
测力器和弹簧秤中的弹簧等
第16章弹簧
设计者思维
作为工程师,在设计弹簧时,需要考虑以下几个问题:
如何选择弹簧的类型?
制造弹簧的材料是什么?
有何特殊要求?
弹簧的尺寸如何确定(弹簧丝的直径、内径、外径、中
径、弹簧的长度)?
弹簧的有效圈数是多少?
弹簧的端部形状要满足什么要求?
弹簧的刚度是多少?
在一个工作循环中弹簧力的变化情况如何?
最大作用力和最小作用力是多少?
弹簧丝所受到的应力是多少?
弹簧的工作寿命有多长?
设计出的弹簧能否满足环境条件的要求?
第16章弹簧
设计者思维
简单实例
图16-1所示的是某内燃机汽缸的阀门弹簧,随着凸轮的旋转,推动挺杆做上下运动,挺杆带动摇臂摆动,摆动的摇臂推动阀门杆启闭阀门,从而完成内燃机进排气控制。在凸轮回程时,阀门弹簧提供作用力,使挺杆与凸轮保持接触,阀门回复到初始闭合状态。
图16-1 内燃机汽缸的阀门弹簧
第16章弹簧
弹簧是一种弹性元件,它可以在载荷作用下产生较大的弹性变形,弹簧在各类机械中应用十分广泛,主要用于:
控制机构的运动,如制动器、离合器中的控制
弹簧,内燃机气缸的阀门弹簧等。
(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,如测力器和弹簧秤中的弹簧等。
(2)减振和缓冲,如汽车、火车车厢下的减振弹簧,
以及各种缓冲器用的弹簧等。
第16章弹簧
3
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3
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3
3
3
4
按照所承受的载荷不同
拉伸弹簧
压缩弹簧
扭转弹簧
弯曲弹簧
按照弹簧的形状不同
螺旋弹簧
碟形弹簧
板簧
平面涡卷弹簧
弹簧应具有经久不变的弹性,且不允许产生永久变形,因此在设计弹簧时,务必使其工作应力在弹性极限范围内。
以圆柱螺旋压缩弹簧为例,当其承受轴向载荷F时,弹簧将产生相应的弹性变形,如图16-2所示。为了表示弹簧的载荷与变形的关系,取纵坐标表示弹簧承受的载荷,横坐标表示弹簧的变形,通常载荷和变形成直线关系。这种表示载荷与变形关系的曲线称为弹簧的特性曲线。
图16-2 圆柱螺旋压缩弹簧的特性曲线