1、材料力學材料力學2021-12-262密圈螺旋彈簧的應力和變形密圈螺旋彈簧的應力和變形一、螺旋彈簧及其應用一、螺旋彈簧及其應用1. 圓柱形螺旋彈簧圓柱形螺旋彈簧（1）簧絲軸線）簧絲軸線空間螺旋線空間螺旋線（2）簧絲直徑）簧絲直徑d（3）彈簧圈平均直徑）彈簧圈平均直徑D（4）螺旋角）螺旋角 2. 密圈螺旋彈簧密圈螺旋彈簧 5 時，密圈時，密圈可認為簧絲橫截面與彈簧軸線在可認為簧絲橫截面與彈簧軸線在同一平面內，同一平面內，2021-12-2633. 螺旋彈簧的應用螺旋彈簧的應用（1）緩沖減振）緩沖減振車輪輪軸彈簧車輪輪軸彈簧（2）控制運動）控制運動凸輪機構壓緊彈簧凸輪機構壓緊彈簧內燃機氣閥彈簧內燃

2、機氣閥彈簧（3）測力計）測力計彈簧秤彈簧秤2021-12-264二、彈簧應力計算二、彈簧應力計算1. 簧絲截面內力簧絲截面內力截面法取脫離體，截面法取脫離體，C為截面形心，為截面形心，如圖所示，截面內力有剪力和扭如圖所示，截面內力有剪力和扭矩。矩。:0yF0 FVC:0)(FMC02TDF解得解得FV 2FDT 由平衡方程由平衡方程2021-12-265AV12. 簧絲橫截面應力簧絲橫截面應力當當d10時，可略去剪力的影響，時，可略去剪力的影響，上式簡化為上式簡化為3max8dFD2021-12-2673. 實用修正公式實用修正公式基于上述兩點理由，公式需要經過修正，才基于上述兩點理由，公式需

3、要經過修正，才能用于實際計算：能用于實際計算：3max8dFD（1）簧絲曲率存在影響，）簧絲曲率存在影響，D/d越小，影響越大越小，影響越大（2）剪力引起的剪應力）剪力引起的剪應力 1在截面上并不均勻分布在截面上并不均勻分布彈簧曲彈簧曲度系數度系數 ：ccc615. 04414彈簧指彈簧指數數c：dDc 4. 彈簧強度條件彈簧強度條件簧絲最大剪應力不超過允許值簧絲最大剪應力不超過允許值3max8dFD彈簧鋼的許用彈簧鋼的許用剪應力可達數剪應力可達數百兆帕百兆帕2021-12-268三、彈簧的變形三、彈簧的變形1. 彈簧的伸長或縮短量彈簧的伸長或縮短量設在力設在力F作用下彈簧的伸長（縮短）量為作

4、用下彈簧的伸長（縮短）量為 ，其值由胡克定律計算其值由胡克定律計算kF 或或kFk為彈性系數或為彈性系數或彈簧剛度彈簧剛度FF FF 2021-12-2692. 彈簧剛度彈簧剛度FW21倍剛度長度內力22UDnl（1）外力功）外力功（2）應變能）應變能設彈簧有效圈數為設彈簧有效圈數為n（扣除兩（扣除兩端與簧座接觸部分后的圈端與簧座接觸部分后的圈數），則簧絲的長度為數），則簧絲的長度為只考慮扭轉變形能只考慮扭轉變形能PGIlT2232/2)2/(42dGDnFD4324GdnDFkF22FF 2021-12-2610kFW22（3）能量守恒）能量守恒由機械能守恒由機械能守恒4324GdnDFU UW kF224324GdnDF得到彈簧剛度的計算公式得到彈簧剛度的計算公式nDGdk348彈簧剛彈簧剛度也可度也可以實際以實際測定。測定。3. 減振效果減振效果 k小減振效果好，小減振效果好， k大減振效果差。大減振效果差。（1）減小簧絲直徑）減小簧絲直徑d，但同時應力增大了，但同時應力增大了（2）增加簧絲圈數）增加簧絲圈數n （3）加大彈簧圈的平均直徑）加大彈簧圈的平均直徑D 2021-12-2611v例題例題v解解nDGdk348511981410803436 .45N/mmkF 2508556 .45NdDc 5 . 8141192021-12-2612ccc615. 044145