圆柱弹簧.docx

一、弹簧的类型??? 按照所承受的载荷不同，弹簧可以分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧四种。??? 按照弹簧的形状不同，弹簧又可分为螺旋弹簧、环形弹簧、碟形弹簧、板簧和盘簧等。螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕制成的，由于制造简便，所以应用最广。在一般机械中，最常用的是圆柱螺旋弹簧。弹簧的基本类型按形状分\按载荷分拉伸压缩扭转弯曲螺旋形圆柱螺旋拉伸弹簧圆柱螺旋压缩弹簧圆锥螺旋压缩弹簧圆柱螺旋扭转弹簧其他形环形弹簧碟形弹簧涡卷形盘簧板弹簧??? 二、弹簧的功用??? 1）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。??? 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。??? 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。弹簧材料必须具有高的弹性极限和疲劳极限，同时应具有足够的韧性和塑性，以及良好的可热处理性。在选择材料时，应考虑到弹簧的用途、重要程度、使用条件(载荷性质、大小及循环特性，工作持续时间，工作温度和周围介质情况等)，以及加工、热处理和经济性等因素。同时，也要参照现有设备中使用的弹簧，选择出较为合用的材料。???一、常用弹簧钢??? 1、碳素弹簧钢（例如65、70钢）??? 这种弹簧钢的忧点是价格便宜，原材料来源方便；缺点是弹性极限低，多次重复变形后易失去弹性，且不能在高于120℃的温度下正常工作。2、低锰弹簧钢(例如65Mn)??? 这种弹簧钢与碳素弹簧钢相比，优点是淬透性较好和强度较高；缺点是淬火后容易产生裂纹及热脆性。但由于价格便宜，所以一般机械上常用的尺寸不大的弹簧可以用此种材料制造，例如离合器弹簧等。??? 3、硅锰弹簧钢(例如60Si2MnA)??? 这种钢中因加入了硅，故可显著地提高弹性极限，并提高了回火稳定性，因而可在更高的温度下回火，从而得到良好的力学性能。但含硅量高时，表面易于脱碳。由于锰的脱碳性小，故在钢中加入硅锰这两种元素，就是为了发挥各自的优点，并减少彼此的缺点，因此硅锰弹簧钢在工业中得到了广泛的应用。一般用于制造汽车、拖拉机的螺旋弹簧。?? 4、铬钒钢(例如50CrVA)??? 钢中加入钒的目的是细化组织，提高钢的强度和韧性，故这种材料是耐疲劳和抗冲击性能良好的弹簧钢。它有良好的力学性能，并能在-40～350℃的温度下工作，但价格较贵。航空发动机调节系统中的弹簧多采用此种材料，如柱塞油泵的柱塞弹簧等。??? 此外，某些不锈钢和青铜等材料，具有耐腐蚀的特点，青铜还具有防磁性和导电性，故常用于 制造化工设备中或工作于腐蚀性介质中的弹簧。其缺点是不容易热处理，力学性能较差，在一般机械中很少采用。一、 圆柱螺旋弹簧结构??? 圆柱螺旋弹簧根据受力性质，有三种类型： ??? 1. 圆柱螺旋压缩弹簧??? 1）弹簧各圈间距??? 设弹簧的节距为p；弹簧丝的直径为d；在自由状态下各圈之间应有适当的间距δ。为了使弹簧在压缩后仍能保持一定的弹性，还应保证在最大载荷作用下，各圈之间仍具有一定的间距δ1。δ1的大小一般推荐为:　δ1=0.1d≥0.2mm????? ??? 2）死圈??? 弹簧的两个端面圈与邻圈并紧(无间隙)，只起支承作用，不参与变形，故称为死圈。当弹簧的工作圈数n≤7时，弹簧每端的死圈约为0.75圈；当n7时，每端的死圈约为1～1.75圈。??? 3）端部结构形式??? YI型(图a)：两个端面圈均与邻圈并紧，并在专用的磨床上磨平；??? YII型(图b)：加热卷绕时弹簧丝两端锻扁且与邻圈并紧(端面圈可磨平，也可不磨平)；??? YIII型(图c)：两个端面圈均与邻圈并紧不磨平??? 在重要的场合，应采用YI型，以保证两支承端面与弹簧的轴线垂直，从而使弹簧受压时不致歪斜。弹簧丝直径d≤0.5mm时，弹簧的两支承端面可不必磨平。d0.5mm的弹簧，两支承端面则需磨平。磨平部分应不少于圆周长的3/4。端头厚度一般不小于d/8，端面粗糙度应低于。??? 2．圆柱螺旋拉伸弹簧??? 1）端部挂钩型式??? 拉伸弹簧为了便于联接、固着及加载，两端制有挂钩。??? LI型和LII型挂钩制造方便，应用很广。但因挂钩过渡处产生很大弯曲应力，故只宜用于弹簧丝直径d≤l0mm的弹簧中。??? LVII、LVIII型挂钩不与弹簧丝联成一体，故无前述过渡处的缺点，而且这种挂钩可以转到任意方向，便于安装。在受力较大的场合，最好采用LVII型挂钩，但它的价格较贵。???? ??? 2）有预应力的拉伸弹簧??? 圆柱螺旋拉伸弹簧空载时，各圈应相互并拢。另外，为了节省轴向工作空间，并保证弹簧在空载时各圈相互压紧，常在卷绕的过程中，同时使弹簧丝绕其本身的轴线产生扭转。这样制成的弹簧，各圈相互间即具有一定的压紧力，弹簧丝中也产生了