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第11篇 弹簧3

第1章 弹簧的类型、性能与应用3

第2章 圆柱螺旋弹簧8

1 圆柱螺旋弹簧的型式、代号及应用8

2 弹簧材料及许用应力10

3 圆柱螺旋压缩弹簧15

3.1 圆柱螺旋压缩弹簧计算公式15

3.2 圆柱螺旋弹簧参数选择17

3.3 压缩弹簧端部型式与高度、总圈数等的公式18

3.4 螺旋弹簧的稳定性、强度和共振的验算19

3.5 圆柱螺旋压缩弹簧计算表20

3.6 圆柱螺旋弹簧计算用系数C,K,K1,8/πKC3（摘自GB 1239—1976）28

3.7 圆柱螺旋压缩弹簧计算示例29

3.8 组合弹簧的设计计算32

3.9 组合弹簧的计算示例33

3.10 圆柱螺旋压缩弹簧的压力调整结构35

3.11 圆柱螺旋压缩弹簧的应用实例35

4 圆柱螺旋拉伸弹簧37

4.1 圆柱螺旋拉伸弹簧计算公式37

4.2 圆柱螺旋拉伸弹簧计算示例38

4.3 圆柱螺旋拉伸弹簧的拉力调整结构41

4.4 圆柱螺旋拉伸弹簧应用实例42

5 圆柱螺旋扭转弹簧44

5.1 圆柱螺旋扭转弹簧计算公式44

5.2 圆柱螺旋扭转弹簧计算示例45

5.3 圆柱螺旋扭转弹簧安装及结构示例46

5.4 圆柱螺旋扭转弹簧应用实例47

6 圆柱螺旋弹簧制造精度、极限偏差及技术要求48

6.1 冷卷圆柱螺旋压缩弹簧制造精度及极限偏差48

6.2 冷卷圆柱螺旋拉伸弹簧制造精度及极限偏差48

6.3 热卷圆柱螺旋弹簧制造精度及极限偏差49

6.4 冷卷圆柱螺旋扭转弹簧制造精度及极限偏差50

6.5 圆柱螺旋弹簧的技术要求51

7 矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧51

7.1 矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧计算公式52

7.2 矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧有关参数的选择53

7.3 矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧计算示例54

第3章 截锥螺旋弹簧56

1 截锥螺旋弹簧的结构形式及特性56

2 截锥螺旋弹簧的分类56

3 截锥螺旋弹簧的计算公式57

4 截锥螺旋弹簧的计算示例59

5 截锥螺旋弹簧应用实例60

第4章 蜗卷螺旋弹簧62

1 蜗卷螺旋弹簧的特性曲线62

2 蜗卷螺旋弹簧的材料及许用应力62

3 蜗卷螺旋弹簧的计算公式62

4 蜗卷螺旋弹簧的计算示例64

4.1 等螺旋角蜗卷螺旋弹簧的计算64

4.2 等节距蜗卷螺旋弹簧的计算66

4.3 等应力蜗卷螺旋弹簧的计算68

第5章 多股螺旋弹簧69

1 多股螺旋弹簧的结构、特性及用途69

2 多股螺旋弹簧的材料及许用应力69

3 多股螺旋弹簧的参数选择70

4 多股螺旋压缩、拉伸弹簧设计主要公式70

5 多股螺旋压缩、拉伸弹簧几何尺寸计算72

6 多股螺旋压缩弹簧计算示例73

第6章 碟形弹簧76

1 碟形弹簧的特点与应用76

2 碟簧（普通碟簧）的分类及系列76

3 碟形弹簧的计算79

3.1 单片碟形弹簧的计算公式79

3.2 单片碟形弹簧的特性曲线81

3.3 组合碟形弹簧的计算公式81

4 碟形弹簧的材料及许用应力82

4.1 碟形弹簧的材料82

4.2 许用应力及极限应力曲线83

4.2.1 载荷类型83

4.2.2 静载荷作用下碟簧的许用应力83

4.2.3 变载荷作用下碟簧的疲劳极限83

5 碟形弹簧的技术要求84

5.1 导向件84

5.2 碟簧参数的公差和偏差84

5.3 簧表面的粗糙度85

5.4 碟簧成形后的处理85

6 碟形弹簧计算示例85

7 碟形弹簧工作图88

8 碟形弹簧应用实例88

第7章 开槽碟形弹簧90

1 开槽碟形弹簧的特性曲线90

2 开槽碟形弹簧设计参数的选择90

3 开槽碟形弹簧的计算公式91

4 开槽碟形弹簧计算示例92

第8章 膜片碟簧95

1 膜片碟簧的特点及用途95

2 膜片碟簧参数的选择96

3 膜片碟簧的基本计算公式97

4 膜片碟簧的计算方法98

5 膜片碟簧的技术条件98

第9章 环形弹簧99

1 环形弹簧的特性曲线99

2 环形弹簧的材料和许用应力100

3 环形弹簧设计参数选择100

4 环形弹簧计算公式100

5 环形弹簧计算示例102

6 环形弹簧应用实例103

7 环形弹簧的技术要求103

第10章 片弹簧104

1 片弹簧的结构与用途104

2 片弹簧材料及许用应力105

3 片弹簧计算公式105

4 片弹簧计算示例107

5 片弹簧技术要求108

6 片弹簧应用实例108

第11章 板弹簧110

1 板弹簧的类型和用途110

2 板弹簧的结构110

2.1 弹簧钢板的截面形状110

2.2 主板的端部结构111

2.3 副板端部结构112

2.4 板弹簧中部的固定结构113

2.5 板弹簧两侧的固定结构13

3 板弹簧材料及许用应力14

3.1 板弹簧材料及力学性能14

3.2 许用弯曲应力14

4 板弹簧设计与计算14

4.1 板弹簧的近似计算公式14

4.2 板弹簧的设计计算公式15

4.2.1 叶片厚度、宽度及数目的计算16

4.2.2 各叶片长度的计算16

4.2.3 板弹簧的刚度计算18

4.2.4 板弹簧在自由状态下弧高及曲率半径的计算19

4.2.5 叶片在自由状态下曲率半径及弧高的计算19

4.2.6 装配后的板弹簧总成弧高的计算19

4.2.7 板弹簧元件的强度验算119

5 板弹簧的技术要求121

6 板弹簧计算示例122

6.1 叶片厚度、宽度及数目的计算122

6.2 叶片长度的计算123

6.3 板弹簧的刚度124

6.4 板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径124

6.5 叶片预应力的确定124

6.6 装配后板弹簧总成弧高及曲率半径的计算125

6.7 板弹簧各叶片应力的计算126

6.8 板弹簧工作图126

7 板弹簧应用实例128

第12章 发条弹簧129

1 发条弹簧的类型、结构及应用129

2 螺旋形发条弹簧131

2.1 发条弹簧的工作特性131

2.2 螺旋形发条弹簧的计算公式131

2.3 发条弹簧材料132

2.4 发条弹簧设计参数的选取133

2.5 螺旋形发条弹簧计算示例133

2.6 带盒螺旋形发条弹簧典型结构及应用实例135

3 S形发条弹簧135

3.1 S形发条弹簧计算公式135

3.2 S形发条弹簧计算示例136

第13章 游丝138

1 游丝的类型及用途138

2 游丝的材料138

3 游丝的计算公式139

4 游丝参数的选择139

5 游丝的尺寸系列140

6 游丝座的尺寸系列141

7 游丝的技术要求141

8 游丝端部固定型式141

9 游丝计算示例142

10 游丝的应用实例142

第14章 扭杆弹簧144

1 扭杆弹簧的结构、类型及应用144

2 扭杆弹簧的材料和许用应力145

3 扭杆弹簧的计算公式145

4 扭杆弹簧的端部结构和有效长度147

4.1 扭杆弹簧的端部结构147

4.2 扭杆弹簧的有效工作长度148

5 扭杆弹簧的技术要求148

6 扭杆弹簧计算示例148

7 扭杆弹簧应用实例149

第15章 弹簧的特殊处理及热处理151

1 弹簧的特殊处理151

1.1 弹簧的立定处理和强压处理151

1.1.1 立定处理151

1.1.2 加温立定处理151

1.1.3 强压（扭）处理152

1.1.4 加温强压（扭）处理153

1.2 弹簧的喷丸处理153

1.2.1 喷丸处理的目的153

1.2.2 喷丸设备及弹丸153

1.2.3 弹丸种类及喷丸强度154

1.2.4 喷丸处理后的回火154

1.2.5 喷丸处理对弹簧其他性能的影响154

2 弹簧的热处理154

2.1 弹簧热处理目的、要求和方法154

2.2 预备热处理155

2.2.1 常用碳素弹簧钢和合金弹簧钢的预备热处理工艺155

2.2.2 不锈弹簧钢的预备热处理工艺155

2.2.3 铜合金弹簧材料的预备热处理155

2.3 消应力回火155

2.3.1 常用弹簧钢材料消应力回火处理规范155

2.3.2 消应力回火温度对弹簧力学性能的影响156

2.3.3 消应力回火的温度和保温时间对拉伸弹簧初拉力的影响157

2.4 淬火和回火157

2.4.1 常用弹簧材料的淬火和回火处理规范157

2.4.2 淬火和回火处理的注意事项157

2.5 等温淬火158

2.5.1 等温淬火的目的158

2.5.2 常用弹簧钢的等温淬火工艺158

2.6 不锈弹簧钢的热处理158

2.6.1 不锈钢热处理的方法与选择158

2.6.2 不锈弹簧钢的固溶热处理159

2.6.3 奥氏体不锈弹簧钢稳定化回火处理159

2.6.4 马氏体不锈弹簧钢的热处理159

2.6.5 沉淀硬化不锈弹簧钢的热处理160

2.7 铜合金弹簧材料的热处理160

2.7.1 锡青铜的热处理160

2.7.2 铍青铜的热处理161

2.7.3 硅青铜线的热处理161

2.8 热处理对弹簧外形尺寸的影响161

第16章 橡胶弹簧163

1 橡胶弹簧的特点与应用163

2 橡胶弹簧材料163

2.1 橡胶材料的剪切特性164

2.2 橡胶材料的拉压特性164

2.3 橡胶材料的剪切弹性模量G及弹性模量E164

2.4 橡胶弹簧的表观弹性模量Ea164

3 橡胶弹簧的许用应力及许用应变165

4 橡胶弹簧的计算公式165

4.1 橡胶压缩弹簧计算公式165

4.2 橡胶压缩弹簧的稳定性计算公式166

4.3 橡胶剪切弹簧计算公式166

4.4 橡胶扭转弹簧计算公式167

4.5 橡胶弯曲弹簧计算公式168

4.6 橡胶组合弹簧计算公式169

4.7 橡胶弹簧不同组合型式的刚度计算170

5 橡胶弹簧的计算示例171

6 橡胶弹簧的应用实例173

第17章 橡胶-金属螺旋复合弹簧（简称复合弹簧）175

1 橡胶-金属螺旋复合弹簧的优点175

2 橡胶-金属螺旋复合弹簧的结构型式175

3 橡胶-金属螺旋复合弹簧的设计176

3.1 模具设计176

3.2 金属螺旋弹簧设计177

3.3 橡胶弹簧设计177

4 橡胶-金属螺旋复合弹簧的主要计算公式177

5 橡胶-金属螺旋复合弹簧尺寸系列178

6 橡胶-金属螺旋复合弹簧的选用179

7 橡胶-金属螺旋复合弹簧的技术要求179

8 复合弹簧应用实例179

第18章 空气弹簧180

1 空气弹簧的特点180

2 空气弹簧的类型180

2.1 囊式空气弹簧180

2.2 约束膜式空气弹簧180

2.3 自由膜式空气弹簧181

3 空气弹簧的刚度计算181

3.1 空气弹簧垂直刚度计算182

3.2 空气弹簧横向刚度计算183

3.2.1 囊式空气弹簧183

3.2.2 膜式空气弹簧184

4 空气弹簧计算示例185

5 德国CONTI空气弹簧系列185

6 空气弹簧的应用实例186

第19章 膜片189

1 膜片的类型与用途189

2 膜片材料及性能190

3 平膜片的设计计算190

3.1 小位移平膜片的计算公式190

3.2 大位移平膜片的计算公式191

4 平膜片计算示例192

5 波纹膜片的计算公式193

6 波纹膜片计算示例194

7 膜片尺寸系列197

8 膜盒尺寸系列198

9 膜片应用实例200

第20章 波纹管201

1 波纹管的类型与用途201

2 波纹管的材料202

3 无缝波纹管计算公式202

4 波纹管计算示例208

5 波纹管尺寸系列209

5.1 型式及材料209

5.2 波纹管尺寸和基本参数209

6 波纹管应用实例214

第21章 压力弹簧管215

1 压力弹簧管的类型与用途215

2 压力弹簧管的材料216

3 压力弹簧管计算公式216

4 压力弹簧管计算示例217

5 压力弹簧管的尺寸系列218

参考文献220