文档介绍：机械设计弹簧
第1页，共15页，编辑于2022年，星期四
二、弹簧的类型
1 按受力不同：
压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧
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2 按外形不同
螺旋弹簧、碟形簧机械设计弹簧
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二、弹簧的类型
1 按受力不同：
压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧
第2页，共15页，编辑于2022年，星期四
2 按外形不同
螺旋弹簧、碟形簧、环形簧、盘弹簧和板簧
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15-----2 弹簧的材料及制造
2 常用材料
碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈钢、有色金属等
一、弹簧材料
弹簧材料的许用应力与弹簧的受载循环次数有关(见表)
二、弹簧的许用应力
1) 较高的弹性极限和疲劳极限
2) 良好的韧性及热处理性能。
1 对弹簧材料的要求
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弹簧材料及许用应力
类 别
代 号
许用应力[](MPa)
推荐硬度
（HRC）
推荐使用
温度(C)
特性及用途
I类
II类
III类
钢
丝
碳素弹簧钢丝B、C、D级
B
B
B
—
-40～120
强度高、加工性能好，适用于小尺寸弹簧
65Mn
60Si2Mn
480
640
800
45～50
-40～200
弹性好，适用于大载荷弹簧
60Si2MnA
480
640
800
-40～200
50CrVA
450
600
750
-40～200
疲劳性及淬透性好
不锈
钢丝
1Cr18Ni9Ti
330
440
550
-250～290
耐腐蚀性好，适用小尺寸簧弹
4Cr13
450
600
750
48～53
-40～300
铜
合
金
QSi3-1
270
360
450
90～100 (HB)
-40～120
耐腐蚀性好，防磁
性好，弹性好
QBe2
360
450
560
37～40
-40～120
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三、螺旋弹簧的制造
螺旋弹簧的制造过程主要包括：
1 卷绕
冷卷 弹簧丝直径较小，低温回火
热卷 弹簧丝直径较大，淬火及回火
2 钩环的制作或两端的加工
3 热处理
4 工艺试验。
强压处理是指将弹簧预先压制到超过材料的屈服极限，并保持一段时间后卸载，使簧丝表面层产生与工作应力方向相反的残余应力，受载时可抵消一部分工作应力，可提高弹簧的承载能力
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15-----3 圆柱形拉压弹簧的应力分析
一 弹簧的应力
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由材料力学，圆柱形拉压弹簧受载荷后轴向变形量：
二 弹簧的变形
定刚度的压缩和拉伸弹簧的刚度为
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15---4 圆柱形拉压弹簧的设计计算
一 圆柱螺旋弹簧的结构与几何尺寸
1 圆柱螺旋弹簧的结构
1) 压缩弹簧
弹簧两端并紧，不参与弹簧变形，只起支承作用，称死圈
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拉伸弹簧用圆形簧丝卷绕而成，在卷制时各圈相互并紧
2) 拉伸弹簧
2 几何尺寸 (见表)
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圆柱螺旋弹簧几何尺寸计算
参数名称
及其代号
单
位
计 算 公 式
备 注
压缩弹簧
拉伸弹簧
弹簧丝直径d
mm
根据强度条件计算确定
弹簧外径D
mm
D=D2+d D2弹簧中径
弹簧内径D1
mm
D1=D2-d
节距t
mm
t=(～)D2
t=d
工作圈数n
根据工作条件确定
总圈数n1
n1=n+(～)
n1=n
自由高度H0
mm
两端磨平
H0=nt+(n1-n-)d
两端不磨平
H0=nt+(n1-n+1)d
H0=nt+挂钩轴向尺寸
间 距
mm
= t - d, t max / n +
螺旋升角
（）
对压缩弹簧推荐：
=5～9
弹簧丝展开长度L
mm
L