弹性元件课件

弹性元件15.1概述一.弹性元件的用途和分类1.弹性敏感元件2.力弹性元件3.联接用弹性元件4.密封用弹性元件5.导轨和支承用弹性元件1.力与位移的关系二.弹性元件的基本性能线性弹性元件非线性弹性元件2.非线性度δ对于线性弹性元件定义:特性曲线与理想直线的最大偏差ΔSmax和弹性元件最大变形的百分比3.刚度K非线性弹性元件线性弹性元件并联

K=K1+K2+K3+……Kn串联

1/K=1/K1+1/K2+1/K3+……1/Kn4.弹性滞后在弹性范围内,加载与去载时特性曲线不相重合的现象5.弹性后效载荷改变后,不是立刻完成相应的变形,而是在一定时间间隔中逐渐完成的减小滞后,后效的方法工艺联接方法材料影响大材料金属材料:铜合金(铍青铜)恒弹性合金等非金属材料:橡胶、石英、陶瓷、硅15.2片簧一.片弹簧的应用和结构1.用片弹簧作加力元件;如压紧零件;2.用片弹簧作弹性导轨和弹性支承;3.用片弹簧作弹簧触点;4.用片弹簧作测量元件;片簧等截面变截面有预紧力无预紧力二.片簧的设计：刚度条件,强度条件，几何尺寸1.等截面悬臂片簧的计算(应力不等)特性公式:强度条件:2.变截面悬臂片簧的计算(应力相等)特性公式:强度条件:实用公式λ-查表14-13(例题):已知等截面片簧,L=40mm,预紧力F1=0.5N,当工作力F=2N时,片簧位移S2=5mm,T9A材料,[σ]=550MPa,E=2x105MPa,试计算片簧的预变形量S1,总变形量S,宽b,厚h。FF1S1S215.3螺旋弹簧一.类型拉伸弹簧压缩弹簧扭转弹簧圆柱螺旋弹簧类型：二.圆柱螺旋弹簧的结构形式和几何尺寸二.圆柱螺旋弹簧的结构形式和几何尺寸三.特性为线性，大位移，标准化，系列化五.特性公式：拉压弹簧S--变形量F--

力n--

有效圈数D2

--

中径d--

簧丝直径六.强度条件：七.稳定性条件（压簧）〈拿实物讲〉八.拉压弹簧的设计1).选材料(用途,工作条件),定[τ]2).定D2(结构)3).有强度条件定选绕比C及d四.用途：加力元件，测敏元件，复位例题:设计开伞器中的力弹簧已知:1.F释=27公斤2.冲程S=70mm3.从压缩的最大位置到开始冲出,行程4.3mm4.预紧力F0=0.2F释5.套管内径19mm,选用二根弹簧,力的分配比:2.5:115.4膜片、膜盒一.膜片平膜片波纹膜片硅，金属，石英，塑料二.功能——压力、位移的转换元件三.结构设计特点机械测量系统传感器四.设计方法(金属膜片)国家标准一般可选用特殊情况再设计1.平膜片(小位移:S=1/3h以下)位移特性:有效面积:2.波纹膜片的设计(边缘刚性固定)有效面积:3.E形膜片的设计特性公式:相对灵敏度的概念设计步骤:4.膜盒--两个膜片在边缘上对焊起来膜盒组--几个膜盒连在一起实现大的位移输出15.5波纹管一.结构波纹管---具有环形波纹的圆柱薄壁管二、功能:压力、位移的转换元件三、材料:铍青铜、不锈钢、锡青铜等四.设计计算:标准化--系列---选用特性公式：A--有效面积F--集中力K--刚度例题：遥控把仪表中的波纹管，弹簧组合机构已知：有效面积A=1.65cm2

波纹数n=8

单皮刚度K1=34N/mm压力测量范围0.02~0.1MPa

弹簧

G=80000MPad=1mmD2=9mm圈数n=6求1)是串联还是并联

2)计算波纹管总刚度

3)求总的作用力

4)计算弹簧刚度K弹

5)计算组合位移S(片弹簧设计习题1):已知l=40mm，F0=0.5N，F=2N。产生变形位移S1=5mm，预紧位移为S0。片弹簧材料是优质碳素工具钢T9A，

B=160MPa，E=2

105MPa，计算片弹簧预紧位移S0、尺寸b及厚度h。航空开锁器双层螺旋压缩弹簧的设计2已知条件：（1）弹簧的释放力F释=264.6N，大小弹簧输出力之比为3：1；（2）弹簧端部冲程为70mm；（3）弹簧端部滑块（圆柱体）自压缩初始位置到终止位置的位移为4.3mm；（4）预紧力为释放力的0.2-0.3倍。（F预=0.22F释）设计：确定内外弹簧的参数：D，d，n小，t，H0，n大航空开锁器高控机构计算与结构设计3（一）控制原理：利用螺旋来调节控制高度与膜盒中心杆位置间的对应关系；（二）已知条件：（1）高度控制范围：500m-7000m；零位对应500m（716mmHg）转300度对应7000m（307.85mmHg）（2）螺旋参数：p=0.75mm，S=1.5mm，z=2；（三）设计E型膜盒（已知特性求尺寸）：

材料：E=1.35

105MPa（铍青铜）

E=1.11

105MPa（磷青铜）