弹簧基础课件

1、第十三章 弹性元件1 概 述 一 弹性元件的功用和分类1 功用缓冲减振控制运动储存能量测量2 分类按照受力变形分按照弹簧几何形状分拉伸弹簧压缩弹簧扭转弹簧弯曲弹簧螺旋弹簧片簧蜗卷弹簧碟形弹簧环行弹簧电气开关和仪器仪表中使用的热敏双金属片簧、膜盒、弹簧管等二 弹簧元件的特性 两种基本效应非弹性效应 : 指弹性元件的变形受其他因素(如时间温度、材料性质等)的影响所表现出来的性质.弹性效应 : 指弹性元件的变形仅仅是由于受载荷的影响所表现出来的性质,起具体参数为体现载荷和变形关系的刚度和灵敏度弹性特性直线型刚度渐增型刚度渐减型混合型弹性元件的弹性特性曲线刚度(F ) :使弹性元件产生单位位移所需要的

2、载荷(或 ) F弹性元件所受的拉力或压力； 弹性元件所产生的拉、压变形； M和T分别为弯矩和扭矩； 分别为断面转角和扭转角； 和分别称为抗弯刚度和抗扭刚度。 和灵敏度(S) : 弹性元件承受单位载荷所产生的位移, 它是刚度的倒数. 温度误差温度为t时的弹性模量； 在标准温度（一般为20）时的弹性模量； 弹性模量温度系数； 三 弹性元件的材料2 螺旋弹簧按外形分类圆柱形螺旋弹簧 (图a)圆锥形螺旋弹簧 （图b）抛物线形螺旋弹簧（图c)一 圆柱形螺旋弹簧的形式和端部结构 按载荷作用方式的不同圆柱形螺旋弹簧分以下三种形式：拉伸弹簧（代号L型）如图（a）所示压缩弹簧（代号Y型）如图（b）所示 扭转弹簧

3、（代号N型）如图（c）所示拉伸弹簧和压缩弹簧的固定方法压缩弹簧常通过将端圈磨平或通过凸台、凹槽来固定。如下图中（a）（b）（c）所示。拉伸弹簧常通过两端带有的构环来固定。如（d）（e）（f）等图所示。二 螺旋弹簧的计算1拉伸弹簧和压缩弹簧的计算在螺旋升角较小时，可认为弹簧丝仅承受扭转作用。这时，弹簧的轴向变量和它所承受的轴向载荷F的关系如下： 在载荷F作用下弹簧的变形量； F 作用在弹簧上的载荷； 弹簧中径； n弹簧的有效圈数； G材料的切变模量； d簧丝直径。 式中，称为弹簧的旋绕比。通常情况下C=416，设计时可参照下表选取。d/mm0.20.40.511.12.22.5671671451

4、25104948旋绕比C的柬用值2压缩弹簧的稳定性弹簧自由高度与中径之比成为弹簧的高径比，用则应重新选择参数，改变b值，提高FC。 3扭簧的计算在力矩M作用下扭转弹簧的转角； M作用在扭转弹簧上的力矩； n有效圈数； E材料的弹性模量； d簧丝直径。 当扭簧工作时，产生的最大弯曲应力为 扭簧的曲度系数。 4螺旋弹簧的许用应力弹簧的两种分类 按弹簧的工作特点和重要程度分 类工作时受动载荷作用，而且当弹簧损坏后将引起整个 机构发生故障的弹簧； 类工作时受静载荷作用或载荷均匀地增加的弹簧； 类不重要的弹簧。 按弹簧承受载荷的性质不同分类工作时交变载荷作用次数在106次以上；类受交变载荷次数在1031

5、05次以及受冲击载荷；类受交变载荷次数在103以下。5压缩弹簧和拉伸弹簧的特性曲线 压缩弹簧圆柱形压缩螺旋弹簧及其特性曲线如下图所示 弹簧的弹性特性曲线为一直线，故其弹性特性（力与变形间的关系）遵从虎克定律，即力与变形成正比例关系常数弹簧的工作行程 弹簧的最小载荷（即安装载荷）通常取 拉伸弹簧圆柱形拉伸螺旋弹簧及其弹性特性曲线如下图所示利用片簧结构的电触点应用很广，下图为片簧的应用实例 (a)为继电器的触头； (b)为压紧棘爪和棘轮以实现力封闭的弯曲片簧； (c)是作为压力计敏感元件的直片簧 片簧的固定端常用螺钉固定， 下图为三种端部固定形式。 4 其他类型的弹性元件简介一 游丝和发丝游丝和发丝