第3章弹簧机械设计课件

1、自用盘编号JJ321002 第三章第三章 弹弹 簧簧 3-1 弹簧的功用和类型弹簧的功用和类型3-2 圆柱形螺旋弹簧的结构、制造、材料及许圆柱形螺旋弹簧的结构、制造、材料及许 用应力用应力3-3 压缩及拉伸圆柱螺旋压缩及拉伸圆柱螺旋弹簧的几何参数和特弹簧的几何参数和特 性曲线性曲线3-5 其他弹簧简介其他弹簧简介3-4 压缩及拉伸压缩及拉伸圆柱形螺旋弹簧的设计计算圆柱形螺旋弹簧的设计计算自用盘编号JJ321002 第三章第三章 弹弹 簧簧 3-1 弹簧的功用和类型弹簧的功用和类型一、弹簧的功用一、弹簧的功用二、弹簧的分类二、弹簧的分类自学自学教材教材P387：161工作特点：工作特点：弹簧在外

2、力作用下能产生较大的弹性变形，弹簧在外力作用下能产生较大的弹性变形， 在机械设备中被广泛用作弹性元件。在机械设备中被广泛用作弹性元件。功用：功用：1. 控制机构运动或零件的位置控制机构运动或零件的位置; 如凸轮机构、离合器、阀门等；3. 存储能量存储能量; 如钟表仪器中的弹簧；4. 测量力的大小测量力的大小 。如弹簧秤中的弹簧2. 缓冲吸振缓冲吸振; 如车辆弹簧和各种缓冲器中的弹簧；自用盘编号JJ321002 螺旋螺旋弹簧弹簧 圆柱形圆柱形 截锥形截锥形 按形状分按形状分 按受载分按受载分 拉伸弹簧拉伸弹簧 压缩弹簧压缩弹簧 扭转弹簧扭转弹簧 类型类型：分类分类自用盘编号JJ321002 本章

3、内容本章内容分类分类螺旋弹簧螺旋弹簧 圆柱形圆柱形 截锥形截锥形 按形状分按形状分 按受载分按受载分 拉伸弹簧拉伸弹簧 压缩弹簧压缩弹簧 扭转弹簧扭转弹簧 环形弹簧环形弹簧 平面涡圈弹簧平面涡圈弹簧 仪表中储能用板弹簧板弹簧 碟形弹簧碟形弹簧 自用盘编号JJ321002 3-2 圆柱形螺旋弹簧的结构、制造、材料及许圆柱形螺旋弹簧的结构、制造、材料及许 用应力用应力一、圆柱形螺旋弹簧的结构一、圆柱形螺旋弹簧的结构1、圆柱形螺旋压缩弹簧、圆柱形螺旋压缩弹簧pdD2D1DF2F2H012.51.6 自用盘编号JJ321002 1的推荐值为：的推荐值为： 1=0.1d0.2（mm）；）；节距节距p空载

4、时弹簧工作圈圈与圈之间的距离；空载时弹簧工作圈圈与圈之间的距离；pD2间隙间隙 空载时弹簧丝之间的空隙；空载时弹簧丝之间的空隙；余隙余隙1最大工作载荷作用时，为使弹簧各圈之间不致最大工作载荷作用时，为使弹簧各圈之间不致 相碰，弹簧丝之间应保留的间隙；相碰，弹簧丝之间应保留的间隙；1D1DF2F2H012.51.6 自用盘编号JJ321002 死圈死圈弹簧的两个端面圈应与其相邻的圈并紧，其仅起弹簧的两个端面圈应与其相邻的圈并紧，其仅起 支承作用，不参加弹簧的变形圈；支承作用，不参加弹簧的变形圈；当当n7时，每端死圈为：时，每端死圈为：0.75圈；圈；当当n7时，每端死圈为：时，每端死圈为：11.

5、75圈。圈。n为弹簧的工为弹簧的工作圈数。作圈数。pd弹簧丝直径（弹簧丝直径（mm）；）；dD21D1DF2F2H012.51.6 自用盘编号JJ321002 死圈的结构有两种：死圈的结构有两种：不磨平不磨平磨平磨平d/4支承圈与弹簧轴线支承圈与弹簧轴线大致垂直大致垂直支承圈与弹簧轴线垂直支承圈与弹簧轴线垂直 当弹簧丝直径当弹簧丝直径d0.5mm的的弹簧，支承圈都需磨平，磨平弹簧，支承圈都需磨平，磨平长度应不小于长度应不小于3/4圈弹簧的圆圈弹簧的圆周长；并且要剁尾。周长；并且要剁尾。剁尾剁尾自用盘编号JJ321002 2. 2. 圆柱形螺旋拉伸弹簧圆柱形螺旋拉伸弹簧 a) a) 各圈相互并紧

6、各圈相互并紧=0=0； b) b) 有些弹簧制作完成后具有初拉力；有些弹簧制作完成后具有初拉力； c) c) 端部制有拉钩，以便安装和加载。端部制有拉钩，以便安装和加载。拉钩形式：拉钩形式：半圆钩环型、圆钩环型、半圆钩环型、圆钩环型、 转钩、可调转钩。转钩、可调转钩。改进后的结构改进后的结构拉伸弹簧的结构尺寸计算与压缩弹簧相同。拉伸弹簧的结构尺寸计算与压缩弹簧相同。特点：结构简单、制造容易、但弯曲应力大。应用于中小载荷与不重要的场合。特点：弯曲应力小。适用于变载荷的场，但成本较高。自用盘编号JJ321002 二、弹簧的制造二、弹簧的制造1）卷制、卷制、2）端面圈的磨端面圈的磨平平(压簧压簧)或

7、拉钩制作（拉或拉钩制作（拉簧或扭簧）；簧或扭簧）；3）热处理；热处理；4）工艺试验及强压处理等。工艺试验及强压处理等。冷卷：冷卷：d12 mm，不易淬透，故仅适用于小尺寸的，不易淬透，故仅适用于小尺寸的 弹簧和不太重要的弹簧。弹簧和不太重要的弹簧。优点：优点：适用于承受变载荷、冲击载荷或工作温度较高适用于承受变载荷、冲击载荷或工作温度较高 的弹簧的弹簧。选用原则：选用原则：充分考虑载荷条件（载荷的大小及性质、工作温度和充分考虑载荷条件（载荷的大小及性质、工作温度和周围介质的情况）、功用及经济性等因素。一般应优周围介质的情况）、功用及经济性等因素。一般应优先选用碳素碳簧钢丝。先选用碳素碳簧钢丝。

8、 对于表对于表162要着重指出：要着重指出：自用盘编号JJ321002 （2）当材料的牌号选定后，其许用应力如何取，表上）当材料的牌号选定后，其许用应力如何取，表上弹簧按载荷和重要程度分为三类（许用应力大小不同）：弹簧按载荷和重要程度分为三类（许用应力大小不同）： I类弹簧：类弹簧： 受变载荷作用次数受变载荷作用次数106，或很重要的弹簧。或很重要的弹簧。II类弹簧：类弹簧：受变载荷作用次数在受变载荷作用次数在103 105 ，或受冲击或受冲击 载荷的弹载荷的弹 簧，或受静载荷的重要弹簧。簧，或受静载荷的重要弹簧。III类弹簧：类弹簧：受变载荷作用次数在受变载荷作用次数在103 ，或受静载荷的

9、或受静载荷的 弹簧。弹簧。 经强压处理的弹簧，其许用应力最大可提高经强压处理的弹簧，其许用应力最大可提高25%；经喷；经喷丸处理的弹簧，其许用应力最大可提高丸处理的弹簧，其许用应力最大可提高20%。 （3）对于碳素弹簧钢丝和）对于碳素弹簧钢丝和65Mn弹簧钢丝，其许用应力弹簧钢丝，其许用应力给出为给出为0.3B、0.4B 、0.5B等，等，B为抗拉强度极限；碳素为抗拉强度极限；碳素弹簧钢丝和弹簧钢丝和65Mn弹簧钢丝的弹簧钢丝的B可查可查教材教材P391表表163。在。在表表163中根据簧丝直径碳素弹簧钢丝还分为中根据簧丝直径碳素弹簧钢丝还分为B、C、D三个三个级，这是根据材料机械性能划分的。

10、级，这是根据材料机械性能划分的。自用盘编号JJ321002 且且B随着弹簧丝直径的增大而减少。簧丝直径越大，材随着弹簧丝直径的增大而减少。簧丝直径越大，材料内部组织越不均匀的概率越大和淬透性不好的缘故。我料内部组织越不均匀的概率越大和淬透性不好的缘故。我们在使用时应特别注意。们在使用时应特别注意。 （4）拉伸弹簧的许用应力为压缩弹簧许用应力的）拉伸弹簧的许用应力为压缩弹簧许用应力的80%。自用盘编号JJ321002 表表162 螺旋弹簧的常用材料和许用应力螺旋弹簧的常用材料和许用应力材材 料料名名 称称牌号牌号65、70 0.3B 0.4B 0.5B 40120 65Mn碳素弹簧钢碳素弹簧钢丝

11、丝B, C, D级和级和65Mn 60Si2Mn 480 640 800 40200 4550HRC合金弹合金弹簧钢丝簧钢丝类类弹簧弹簧I青铜丝青铜丝类类弹簧弹簧II类类弹簧弹簧III推荐使用推荐使用温度温度 推荐硬度推荐硬度范围范围 特性及用途特性及用途 强度高，性能好，强度高，性能好，但尺寸大了不易淬但尺寸大了不易淬透，只适用于小弹透，只适用于小弹簧。簧。 50CrVA 450 600 750 40210 4550HRC 4Cr13 450 600 750 40300 4853HRC QSi3-1 270 360 450 QSn4-3 270 360 45040120 90100HBS弹性

12、和回火稳定性弹性和回火稳定性好，易脱碳，用于好，易脱碳，用于制造受重载的弹簧。制造受重载的弹簧。有高的疲劳极限，有高的疲劳极限，弹性、淬透性和回弹性、淬透性和回火稳定性好，常用火稳定性好，常用于承受变载的弹簧于承受变载的弹簧耐腐蚀，耐高温，耐腐蚀，耐高温，适用于做较大的适用于做较大的弹簧弹簧耐腐蚀，防磁好耐腐蚀，防磁好许用切应力许用切应力 / MPa自用盘编号JJ321002 组组 别别BCD钢丝直径钢丝直径 d/ mm0.2 0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0 8.02700 2700 2650 2600 2500

13、2400 2200 2000 1800 1700 1650 1600 1500 1500 1450 -2250 2250 2200 2150 2050 1950 1850 1800 1650 1650 1550 1500 1400 1400 1350 12501750 1750 1700 2170 1650 1550 1450 1400 1300 1300 1200 1150 1150 1100 1350 1250表表163 碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限自用盘编号JJ321002 3-3 压缩及拉伸圆柱螺旋压缩及拉伸圆柱螺旋弹簧的几何参数和特弹簧的几何参数和特 性曲线性

14、曲线 1、几何计算：、几何计算： 圆柱形螺旋弹簧的主要几何尺寸有：圆柱形螺旋弹簧的主要几何尺寸有：F2H0p pDd弹簧丝直径；弹簧丝直径；D2弹簧外径；弹簧外径；D1弹簧内径；弹簧内径；D弹簧中径；弹簧中径；p节距；节距；螺旋伸角，螺旋伸角，;1DptgH0弹簧自由高度。弹簧自由高度。一般取一般取=59 教材教材P392表表164给出了计算压缩与拉伸弹簧的结构尺给出了计算压缩与拉伸弹簧的结构尺寸公式，其中说明几点：寸公式，其中说明几点：自用盘编号JJ321002 pD21D1DF2F2H012.51.6 自用盘编号JJ321002 1）平均直径（中径）平均直径（中径）D=Cd，式中，式中C=

15、D/d。C越小，则越小，则弹簧中径弹簧中径D越小，弹簧刚度越大，弹簧越硬，如果越小，弹簧刚度越大，弹簧越硬，如果C 4，绕制及工作时弹簧丝中应力过大，绕制困难；反之，绕制及工作时弹簧丝中应力过大，绕制困难；反之，C值值越大，越大，弹簧中径弹簧中径D越大，刚性越小，弹簧则容易发生颤动。越大，刚性越小，弹簧则容易发生颤动。一般弹簧指数：一般弹簧指数：C=414；常用值：；常用值：C=58。 教材教材P396表表166给出了常用给出了常用C值范围。值范围。 2）节距）节距p：拉伸弹簧：拉伸弹簧：p=d；压缩弹簧：压缩弹簧：p=d + =d+b/n（0.280.50.280.5）D D；b弹簧圈与圈之

16、间并紧时的变形量，弹簧圈与圈之间并紧时的变形量， bs 。n弹簧的有效工作圈数。弹簧的有效工作圈数。一般：弹簧的最小变形量一般：弹簧的最小变形量min0.20.2b ； 弹簧的最大变形量弹簧的最大变形量max0.80.8b ；自用盘编号JJ321002 H0=n+(n1+1)d=n p+（33.5）dH0=n+(n1-0.5)d=n p+（1.52）d 两端并紧磨平结构：两端并紧磨平结构：4）弹簧的并紧高度：）弹簧的并紧高度： Hs =(n1+1)d(n1-0.5)d两端并紧不磨平结构：两端并紧不磨平结构：HsHs 3）自由高度）自由高度H0： 5）压缩弹簧总圈数）压缩弹簧总圈数n1：冷卷弹簧

17、：冷卷弹簧：n1=n+2(11.25)=n+(22.5)热卷弹簧：热卷弹簧：n1=n+2(0.751)=n+(1.52)为使工作平为使工作平稳，稳，n1的尾的尾数应取数应取1/21/2自用盘编号JJ321002 6）弹簧丝的展开长度）弹簧丝的展开长度:压簧：压簧：拉簧：拉簧：;1CosDnL 钩环展开长度 DnL 2、特性曲线：、特性曲线：特性曲线特性曲线在直角坐标上，弹簧所受的载荷和其变在直角坐标上，弹簧所受的载荷和其变 形的关系曲线。形的关系曲线。F载载 荷荷压缩变形压缩变形 弹簧高度弹簧高度FminminH1FmaxmaxH2FlimlimH3自用盘编号JJ321002 压缩弹簧的压缩弹

18、簧的特性曲线特性曲线F1F2FlimF自用盘编号JJ321002 arctgarctgk k最小工作载荷最小工作载荷: :F Fminmin=（0.10.5）Fmax最大工作载荷最大工作载荷 F Fmaxmax弹簧在安装位置所受压力，它能使弹簧可靠地稳定在安装位置上。极限载荷极限载荷 F FlimlimlimE2 21 10 0压缩弹簧的压缩弹簧的特性曲线特性曲线FF1F2FlimH2HlimH1最小变形量最小变形量 minmin极限变形极限变形limlimF1F2FlimH0自由高度自由高度相应变形量相应变形量 maxmax工作行程：工作行程：h=max- -min=H1- -H2应保证：应

19、保证：Fmax0.8F0.8Flim lim ( F( FS S ) ) 常用的弹簧为等中径、等节距常用的弹簧为等中径、等节距的弹簧，称之为等刚度弹簧。的弹簧，称之为等刚度弹簧。自用盘编号JJ321002 常数hFFFFFFminmaxminmaxminmaxmaxmaxminmin 对于等刚度弹簧有：对于等刚度弹簧有： 拉伸弹簧的特性曲线分析与压缩弹簧类似，见拉伸弹簧的特性曲线分析与压缩弹簧类似，见教材教材P395图图167所示。所示。自用盘编号JJ321002 一、强度计算：一、强度计算：3-4 压缩及拉伸压缩及拉伸圆柱形螺旋弹簧的设计计算圆柱形螺旋弹簧的设计计算目的：目的：确定弹簧圈的外

20、径确定弹簧圈的外径D2和簧丝直径和簧丝直径d。 而而D2是是由由C、d确定的；确定的；C又是根据弹簧丝直径又是根据弹簧丝直径d来选取来选取的（见的（见教材教材P396表表166）。因此弹簧丝直径）。因此弹簧丝直径d是设计时必是设计时必须首先确定的几何参数。须首先确定的几何参数。 弹簧丝直径弹簧丝直径d是根据是根据强度条件强度条件确定的。由于螺旋弹簧的确定的。由于螺旋弹簧的 螺旋角螺旋角 一般不大，对于强度计算影响很小，所以可按照一般不大，对于强度计算影响很小，所以可按照 密圈弹簧来考虑。密圈弹簧来考虑。 螺旋弹簧受压或受拉时，弹簧丝的受力情况是完全类螺旋弹簧受压或受拉时，弹簧丝的受力情况是完全

21、类似的，故以受压螺旋弹簧为例进行介绍。似的，故以受压螺旋弹簧为例进行介绍。 下图所示为一压缩圆柱形螺旋弹簧受到一轴向力下图所示为一压缩圆柱形螺旋弹簧受到一轴向力F的作的作用。用。自用盘编号JJ321002 RFBBFM=FRsinFcos Fsin等直杆等直杆T F FF T T考虑升角和簧丝曲率考虑升角和簧丝曲率 T T=T T + + F FT=FRcosT=FR自用盘编号JJ321002 TD2dTFFFF D2 /2弹弹簧簧轴轴线线 d D2 /2弹弹簧簧轴轴线线 d ” F” D2 /2弹弹簧簧轴轴线线 d 自用盘编号JJ321002 由于弹簧的螺旋伸角由于弹簧的螺旋伸角 一般较小（

22、一般较小（5 59 9 ），可忽），可忽略不计。故可认为在法向剖面略不计。故可认为在法向剖面BBBB上作用的力与力矩为：上作用的力与力矩为：CdF214222FDTF扭矩：剪切力：扭转剪切应力：扭转剪切应力：剪切应力：剪切应力：24dFFdDdFTF2142TTWT16232dDF328dFD法截面最大的合成剪应力为：法截面最大的合成剪应力为：CdFC21182式中式中dDC 为弹簧指数（旋绕比）。为弹簧指数（旋绕比）。自用盘编号JJ321002 -弹簧的曲度系数弹簧的曲度系数 强度条件：强度条件：82maxdFCKdF F T T maxmax未考虑簧丝曲率的应力dF F T T maxma

23、xCCCK615.04414其中设计公式：设计公式：6.1maxCKFdCCC615.04414精确分析可得如下公式： 由于弹簧丝是弯曲的，故由于弹簧丝是弯曲的，故其扭转剪应力要比用直杆计其扭转剪应力要比用直杆计算公式算出的数值为大。算公式算出的数值为大。 弹簧丝材料的许用弹簧丝材料的许用切应力（切应力（N/mm2），可由弹），可由弹簧工作特点查簧工作特点查教材教材P390表表162、163。自用盘编号JJ321002 碳素弹簧钢丝及碳素弹簧钢丝及65Mn钢丝设计计算步骤：钢丝设计计算步骤：1）假设）假设d查查 B B求求 ；2）选）选C求求K，计算，计算d ；3）比较）比较d d否（或否（或

24、d d否）；否）；否否是是4）计算弹簧其它参数。）计算弹簧其它参数。 注：所假定的注：所假定的d值与最后确定的值与最后确定的d 值，一定要符合弹簧值，一定要符合弹簧丝的标准直径系列丝的标准直径系列(P393表表165)。弹簧所能承受的极限载荷弹簧所能承受的极限载荷Flim为：为：KCdFs8lim2lim 式中：式中：lim极限应力（或极限应力（或s）；）；对于对于、类载荷：类载荷：lim、s0.50.5B ；对于对于类载荷：类载荷：lim、s0.56B 。自用盘编号JJ321002 二、刚度计算：二、刚度计算：目的：目的：2、由载荷、由载荷F和变形量和变形量确定弹簧应有的工作圈数确定弹簧应有

25、的工作圈数n；1、由载荷、由载荷F求轴向产生的变形量求轴向产生的变形量； 在弹性范围内，弹簧受到轴向载荷在弹性范围内，弹簧受到轴向载荷F后，在轴向产生的后，在轴向产生的总变形量为：总变形量为：438GdnFDmmGdnFC38而有预应力而有预应力F0的拉伸弹簧为：的拉伸弹簧为：GdnCFF308式中：式中：n弹簧工作圈数；弹簧工作圈数；G材料剪切弹性材料剪切弹性 模量。模量。碳素及合金弹簧钢：碳素及合金弹簧钢：G80000N/mm80000N/mm2 2；青铜：青铜：G40000N/mm40000N/mm2 2；自用盘编号JJ321002 dttdsdGFDd00428438GdnFD在轴向载

26、荷的作用下，弹簧产生轴向变形，取微段分析D/2微段轴向变形量微段轴向变形量d：dDFF428dGdsFDdDd2GdnFC38n为有效圈数钢：钢：G=8104 Mpa, 青铜：青铜：G=4104 Mpa G-材料的切变模量：根据材料力学有关圆柱螺旋弹簧变形的计算公式TTOdsO自用盘编号JJ321002 设计时，由设计时，由Fmax和相应的和相应的max来求弹簧的工作圈数来求弹簧的工作圈数n：3maxmax8CFGdn有预应力拉伸弹簧，将上式中的有预应力拉伸弹簧，将上式中的Fmax用用Fmax-F-F0 0取代。取代。 弹簧工作圈数弹簧工作圈数n求出后，若求出后，若n15，通常圆整为整数。，通

27、常圆整为整数。注：弹簧的工作圈数注：弹簧的工作圈数n，不得小于，不得小于2圈。圈。弹簧刚度为：弹簧刚度为：FkFnDGd348nCGd38d则则kF；n则则kF。 C对弹簧刚度影响最大的一个因素。当其它条件相同对弹簧刚度影响最大的一个因素。当其它条件相同时，时， C 则则kF，弹簧刚度越小，越易变形，弹簧容，弹簧刚度越小，越易变形，弹簧容易颤动；反之易颤动；反之C则则kF ，制造困难，内侧应力，制造困难，内侧应力。自用盘编号JJ321002 三、弹簧的疲劳强度校核：三、弹簧的疲劳强度校核： 对于受变载荷的弹簧，不但要保证其足够的静强度，还对于受变载荷的弹簧，不但要保证其足够的静强度，还要保证其

28、有足够的疲劳强度，不致产生疲劳失效。要保证其有足够的疲劳强度，不致产生疲劳失效。 变应力作用下普通圆柱螺旋弹簧的疲劳强度可用下式计变应力作用下普通圆柱螺旋弹簧的疲劳强度可用下式计算：算：FcaSSmaxmin075.0 式中：式中：0弹簧材料的脉动循环疲劳极限，按变载荷作弹簧材料的脉动循环疲劳极限，按变载荷作用次数查用次数查教材教材P400表表168。22minmin8mmNdKCF22maxmax8mmNdKCF自用盘编号JJ321002 静强度条件为：静强度条件为：SSScaSSmax SF、SS数据是根据载荷计算的准确程度、材料机械性能数据是根据载荷计算的准确程度、材料机械性能的可靠程度

29、及弹簧的重要程度等情况来选取。的可靠程度及弹簧的重要程度等情况来选取。 当设计计算和材料的机械性能数据精确性高时，取：当设计计算和材料的机械性能数据精确性高时，取：SF =1.31.7；精确性低时，精确性低时， SF =1.82.2。且且SS = SF 。自用盘编号JJ321002 四、稳定性校核：四、稳定性校核： 当压缩弹簧的圈数较多而其高度较大时，在外载荷作用当压缩弹簧的圈数较多而其高度较大时，在外载荷作用下，可能会产生侧向弯曲而失去稳定性，如下图所示。下，可能会产生侧向弯曲而失去稳定性，如下图所示。失稳失稳 弹簧失去稳定性的现象在工作中是不弹簧失去稳定性的现象在工作中是不允许出现的，设计

30、弹簧时，应使压缩弹簧允许出现的，设计弹簧时，应使压缩弹簧的高径比的高径比b=H0/D在一定范围内，以保证不在一定范围内，以保证不会失去稳定性。会失去稳定性。 1、当弹簧的两端均固定时，取：、当弹簧的两端均固定时，取： b5.35.3不会失稳。不会失稳。自用盘编号JJ321002 2、由于结构需要将弹簧一端固定而另一端可转动时，、由于结构需要将弹簧一端固定而另一端可转动时，则取则取b3.73.7不会失稳。不会失稳。 3、当弹簧两端支承均能自由转动时，则取：、当弹簧两端支承均能自由转动时，则取：b 2.6时时不会失稳。不会失稳。 若高径比不满足要求，则要进一步进行稳定性验算，验若高径比不满足要求，

31、则要进一步进行稳定性验算，验算公式为：算公式为：max0FHkCFFuC 式中：式中：FC稳定时的临界载荷；稳定时的临界载荷；Cu不稳定系数，不稳定系数，由两支承情况及由两支承情况及b=H0/D值查值查教材教材P399图图1611；kF弹弹簧的刚度；簧的刚度；H0、Fmax弹簧的自由高度和最大工作载荷。弹簧的自由高度和最大工作载荷。自用盘编号JJ321002 避免失稳措施：避免失稳措施：注意：与弹簧之间的间隙不能太大，工作时需加润滑油。加装导向杆加装导向杆加装导向套加装导向套 如果如果FCFmax不能满足，不能满足，弹簧工作时会弯曲而失稳。弹簧工作时会弯曲而失稳。1、减小、减小b值值 HH0

32、0 ；D D 。2、加装导向杆或导向套。、加装导向杆或导向套。 加装导向杆加装导向杆(套套)后，可以不校核稳定性了。但导向杆与后，可以不校核稳定性了。但导向杆与弹簧内径之间和导向套与弹簧外径之间应留有少量间隙，弹簧内径之间和导向套与弹簧外径之间应留有少量间隙，以防止与弹簧之间产生摩擦。间隙值见以防止与弹簧之间产生摩擦。间隙值见教材教材P399表表167。自用盘编号JJ321002 3-5 其他弹簧简介其他弹簧简介 一、圆柱螺旋扭转弹簧一、圆柱螺旋扭转弹簧端部结构端部结构:特点：特点：外形和拉压弹簧相似，但承受力矩载荷。外形和拉压弹簧相似，但承受力矩载荷。作用：作用：用于压紧和储能，如门的自动复

33、位、电机中保用于压紧和储能，如门的自动复位、电机中保 持电刷的接触压力等。持电刷的接触压力等。自用盘编号JJ321002 3231dMKWMK13324414dMCCEIMl当力矩为当力矩为M时，若时，若很小，则可认为扭簧只承受弯矩。很小，则可认为扭簧只承受弯矩。强度条件：强度条件：扭转变形：扭转变形：W-截面系数截面系数 1.25E-材料的弹性模量，材料的弹性模量，I-弹簧丝截面的惯性矩，弹簧丝截面的惯性矩，D2-弹簧的中径，弹簧的中径， n-弹簧的有效圈数。弹簧的有效圈数。MMMM扭转弹簧的载荷扭转弹簧的载荷radEInMD2自用盘编号JJ321002 1）对于精度高的扭转弹簧，圈与圈之间应对于精度高的扭转弹簧，圈与圈之间应留有间隙留有间隙，以免载荷作用下，因摩擦而影响其特性曲线。以免载荷作用下，因摩擦而影响其特性曲线。2）扭转弹簧的扭转弹簧的旋向应与外加力矩一致旋向应与外加力矩一致。弹簧内侧的。弹簧内侧的最大工作应力（压）与卷绕产生的残余应力（拉）反最大工作应力（压）与卷绕产生的残余应力（拉）反向（抵消），从而提高承载能力。向（抵消），从而提高承载能力。3）心轴和弹簧内径之间必须留有间隙。避免因心轴和弹簧内径之间必须留有间隙。避免因D2减减小而抱轴。小而抱轴。设计要点：设计要点：自用盘编号JJ321