十六章弹簧设计 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 弯现象,如图所示。为了保证压缩弹簧的稳定性,弹簧的高径比应小于其许用值。许用值分别为 两端固定的弹簧是5.3;—端固定另一端铰攴的弹簧是3.7。当弹簧的高径比大于许用值时,弹簧 应在内侧加导向杆或在外侧加导向套,如图所示。 7)绘制弹簧工作图 【例】某发动机以凸轮机构控制阀门的启闭。当阀门关 闭时弹簧受力为100N,阀门开启时弹簧受力为 150N。凸轮升程,即弹簧的工作形成为7.5mm 如图所示。试设计此弹簧。 【解】1)选择材料 阀门弹簧虽为重要弹簧,但因没有尺寸限制,故选用碳素弹簧钢丝,B级。 2)选择弹簧指数C,初估弹簧丝直径d 考虑到弹簧刚度k=(150~100)N7.5mm=0.67N/mm较小,选C=10 所以可以求得应力修正系数K=1.14。 初估簧丝直径d=3mm,查GB4357-89得0b=1370(MPa); 查GB/I23992得[n]=0.380=0.38×1370=521(MPa) 3)按强度条件确定簧丝直径d 阀门弹簧所承受的最大工作载荷F2=150(N),由公式d≥16,/KFC 可以求得钢丝直径 d=1.6 V)=16x/114×150×10 KF,C =2.9(mm 521 计算结果与初估直径误差为33%,误差较小但29mm的钢丝不常用,故取d=3mm 4)按刚度条件确定弹簧的圈数n第十六章 弹簧设计 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 294 弯现象，如图所示。为了保证压缩弹簧的稳定性，弹簧的高径比应小于其许用值。许用值分别为： 两端固定的弹簧是 5.3；一端固定另一端铰支的弹簧是 3.7。当弹簧的高径比大于许用值时，弹簧 应在内侧加导向杆或在外侧加导向套，如图所示。 7）绘制弹簧工作图。 【例】某发动机以凸轮机构控制阀门的启闭。当阀门关 闭时弹簧受力为 100N，阀门开启时弹簧受力为 150N。凸轮升程，即弹簧的工作形成为 7.5mm， 如图所示。试设计此弹簧。 【解】1）选择材料 阀门弹簧虽为重要弹簧，但因没有尺寸限制，故选用碳素弹簧钢丝，B 级。 2）选择弹簧指数 C，初估弹簧丝直径 d 考虑到弹簧刚度 k＝（150～100）N/7.5mm＝0.67N/mm 较小，选 C＝10。 所以可以求得应力修正系数 K＝1.14。 初估簧丝直径 d＝3mm，查 GB4357-89 得 σb＝1370（MPa）； 查 GB/T1239－92 得 [ ]   ＝0.38σb＝0.38×1370＝521（MPa） 3）按强度条件确定簧丝直径 d 阀门弹簧所承受的最大工作载荷 F2=150（N），由公式 [ ] 1.6  KFC d  可以求得钢丝直径： 2.9( ) 521 1.14 150 10 1.6 [ ] 1.6 ' 2 mm KF C d =   = =   计算结果与初估直径误差为 3.3％，误差较小。但 2.9mm 的钢丝不常用，故取 d＝3mm 。 4）按刚度条件确定弹簧的圈数 n