彈簧是一種利用彈性來工作的機械零件。一般用彈簧鋼制成。用以控制機件的運動、緩和沖擊或震動、貯蓄能量、測量力的大小等,廣泛用於機器、機表中。彈簧的種類復雜多樣,按形狀分,主要有螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧等。
按受力性質,彈簧可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉彈簧和彎曲彈簧,按形狀可分為碟形彈簧、環形彈簧、板彈簧、螺旋彈簧、截錐渦卷彈簧以及扭桿彈簧等,按制作過程可以分為冷卷彈簧和熱卷彈簧。普通圓柱彈簧由於制造簡單,且可根據受載情況制成各種型式,結構簡單,故應用最廣。彈簧的制造材料一般來說應具有高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性及良好的熱處理性能等,常用的有碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹彈簧鋼以及銅合金、鎳合金和橡膠等。彈簧的制造方法有冷卷法和熱卷法。彈簧絲直徑小於8毫米的一般用冷卷法,大於8毫米的用熱卷法。有些彈簧在制成後還要進行強壓或噴丸處理,可提高彈簧的承載能力。
壓縮彈簧
壓縮彈簧是承受向壓力的螺旋彈簧,它所用的材料截麵多為圓形,也有用矩形和多股鋼縈卷制的,彈簧一般為等節距的,壓縮彈簧的形狀有:圓柱形、圓錐形、中凸形和中凹形以及少量的非圓形等,壓縮彈簧的圈與圈之間有一定的間隙,當受到外載荷時彈簧收縮變形,儲存變形能。 什麼是扭力彈簧? 扭力彈簧利用杠桿原理,通過對材質柔軟、韌度較大的彈性材料的扭曲或旋轉,使之具有極大的機械能。
彈簧各部分名稱: (1)彈簧絲直徑d:制造彈簧的鋼絲直徑。 (2)彈簧外徑D:彈簧的最大外徑。 (3)彈簧內徑D1:彈簧的最小外徑。 (4)彈簧中徑D2:彈簧的平均直徑。它們的計算公式為:D2=(D+D1)÷2=D1+d=D-d (5)t:除支撐圈外,彈簧相鄰兩圈對應點在中徑上的軸向距離成為節距,用t表示。 (6)有效圈數n:彈簧能保持相同節距的圈數。 (7)支撐圈數n2:為瞭使彈簧在工作時受力均勻,保證軸線垂直端麵、制造時,常將彈簧兩端並緊。並緊的圈數僅起支撐作用,稱為支撐圈。一般有1.5T、2T、2.5T,常用的是2T。 (8)總圈數n1: 有效圈數與支撐圈的和。即n1=n+n2. (9)自由高H0:彈簧在未受外力作用下的高度。由下式計算:H0=nt+(n2-0.5)d=nt+1.5d (n2=2時) (10)彈簧展開長度L:繞制彈簧時所需鋼絲的長度。L≈n1 (ЛD2)2+n2 (壓簧) L=ЛD2 n+鉤部展開長度(拉簧) (11)螺旋方向:有左右旋之分,常用右旋,圖紙沒註明的一般用右旋。 (12) 彈簧旋繞比;中徑D與 鋼絲直徑d之比
彈簧常用符號和單位
A——彈簧材料截麵麵積(mm²);當量彎曲剛度(N/mm);系數 a——距形截麵材料垂直於彈簧軸線的邊長(mm);系數 B——平板的彎曲剛度(N/mm);系數 b——高徑比;距形截麵材料平行於彈簧軸線的邊長(mm);系數 C——螺旋彈簧旋繞比;碟簧直徑比;系數 D——彈簧中徑(mm) D1——彈簧內徑(mm) D2——彈簧外徑(mm) d——彈簧材料直徑(mm) E——彈簧模量(MPa) F——彈簧的載荷(N) F’——彈簧的剛度 Fj——彈簧的工作極限載荷(N) Fo——圓柱拉伸彈簧的初拉力(N) Fr——彈簧的徑向載荷(N) F’r——彈簧的徑向剛度(N/mm) Fs——彈簧的試驗載荷(N) f——彈簧的變形量(mm) fj——工作極限載荷Fj下的變形量(mm) fr——彈簧的靜變形量(mm) fs——試驗載荷Fs下彈簧的變形量(mm);線性靜變形量(mm) fo——拉伸彈簧對應於處拉力Fo的假設變形量(mm);膜片的中心變形量(mm) G——材料的切變模量(MPa) g——重力加速度,g=9800mm/s² H——彈簧的工作高(長)度(mm) Ho——彈簧的自由高(長)度(mm) Hs——彈簧試驗載荷下的高(長)度(mm) h——碟形彈簧的內載錐高度(mm) I——慣性矩(mm4) Ip——極慣性矩(mm4) K——曲度系數;系數 Kt——溫度修正系數 ρ——材料的密度(kg/mm³) σ——彈簧工作時的正應力(Mpa) σb——材料抗拉強度(Mpa) σj——材料的工作極限應力(Mpa) σs——材料的抗拉屈服點(Mpa) τ——彈簧工作時的切應力(Mpa) k——系數 L——彈簧材料的展開長度(mm) l——彈簧材料有效工作圈展開長度(mm);板彈簧的自由弦長(mm) M——彎曲力矩(N·mm) m——作用於彈簧上物體的質量(kg) ms——彈簧的質量(kg) N——變載荷循環次數 n——彈簧的工作圈數 nz——彈簧的支承圈數 n1——彈簧的總圈數 pˊ——彈簧單圈的剛度(N/mm) R——彈簧圈的中半徑(mm) R1——彈簧圈的內半徑(mm) R2——彈簧圈的外半徑(mm) r——阻尼系數 S——安全系數 T——扭矩;轉矩(N·mm) Tˊ——扭轉剛度(N·mm /(º)) t——彈簧的節矩 tc——鋼索節距(mm) U——變形能(N·mm);(N·mm·rad) V——彈簧的體積(mm³) v——沖擊體的速度(mm/s) Zm——抗彎截麵系數(mm³) Zt——抗扭截麵系數(mm³) α——螺旋角(º);系數 β——鋼索擰角(º);圓錐半角(º);系數 δ——彈簧圈的軸向間隙(mm) δr——組合彈簧圈的徑向間隙(mm) ζ——系數 η——系數 θ——扭桿單位長度的扭轉角(rad) κ——系數 μ——泊松比;長度系數 ν——彈簧的自振頻率(Hz) Vr——彈簧所受變載荷的激勵頻率(Hz) τb——材料的抗剪強度(Mpa) τj——彈簧的工作極限切應力(Mpa) τo——材料的脈動扭轉疲勞極限(Mpa) τs——材料的抗扭屈服點(Mpa) τ-1——材料的對稱循環扭轉疲勞極限(Mpa) φ——扭轉變形角(º);(rad)
彈簧的規定畫法
(1)在平行螺旋彈簧線的視圖上,各圈的輪廓線畫成直線。 (2)有效圈數在4圈以上的彈簧,可隻畫出其兩端1~2圈(不含支撐圈)。中間用通過彈簧鋼絲中心的點畫線連起來。 (3)在圖樣上,當彈簧的旋向不作規定時,螺旋彈簧一律畫成右旋,左旋彈簧也畫成右旋,但要註明“左”字。
按受力性質,彈簧可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉彈簧和彎曲彈簧,按形狀可分為碟形彈簧、環形彈簧、板彈簧、螺旋彈簧、截錐渦卷彈簧以及扭桿彈簧等,按制作過程可以分為冷卷彈簧和熱卷彈簧。普通圓柱彈簧由於制造簡單,且可根據受載情況制成各種型式,結構簡單,故應用最廣。彈簧的制造材料一般來說應具有高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性及良好的熱處理性能等,常用的有碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹彈簧鋼以及銅合金、鎳合金和橡膠等。彈簧的制造方法有冷卷法和熱卷法。彈簧絲直徑小於8毫米的一般用冷卷法,大於8毫米的用熱卷法。有些彈簧在制成後還要進行強壓或噴丸處理,可提高彈簧的承載能力。
制作各種異性彈簧。
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