指数C的定义，C值大小对弹簧丝的强度和弹簧刚度有什么影响?

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参考答案

复习思考题（参考答案从略） 选择题

1. D 2.D 3.C 4.C

填空题

1．变载荷；冲击载荷 2．弹性、疲劳、冲击、热处理

3．碳素弹簧钢 锰弹簧钢 合金弹簧钢 4．（1）卷绕 （2）制作挂钩 （3）热处理 （4）工艺试验 5．太大；易颤动；太小

设计计算题

1．解（1）求d和D2 取C=5，则K1?得 d?34C?1?1.19，

4C?432M2K1?????332?13.5?760?1.19

??1100=4.83mm 取d=5mm。

D2=cd=5×5=25mm

（2）求初始角变形?1 画弹簧特性曲线图，可求得

?1?（3）求n 由式 ??180M1180??4.5?760??90?

M2?M1(13.5?4.5)760 得

?MD2nEI?2?90??180???(rad)

32 6

3??5???2.06?105??EI64?37圈 n?2?2?M2D2??13.5?760?2542．解（1）求钢丝直径d 初选d=6mm，选用Ⅰ组碳素钢丝为弹簧材料，由表得[τ

Ⅲ

]=0.5

×1450=725N/mm2。则c=7，D1=6×7–6=36mm（>30，合题意）。查图得K=1.21, 由式

得 d?8KF2C???III??8?1.21?1160?7?5.87mm

??725取 d=6mm，与原假设符合。 D2=cd=7×6=42mm

（2）求弹簧工作圈数n 弹簧刚度

K?F2?F11160?178??28N/mm

H1?H289?54F21160??41.4mm。 K28∴ 变形 h2?Gh2d8?104?41.4?6n???6.24圈。取n=6。 338F2C8?1160?7总圈数n1=n+2=6+2=8 （3）求其余参数 H0=H2+h2=54+41.4=95.4mm

Hs=(n1–0.5)d=(8–0.5)×6=45mm (

??H0?Hs95.4?45??8.4mm n6p???d?8.4?6?14.4mm

??arctgL?p14.4?arctg?6.23? （在5°~9°之间） ?D2??42?D2n1??42?8??1062mm cos?cos6.23?（4）分析 本题要求所设计弹簧尽可能小，并且D1>30。现按照给定材料范围，选用强度最好的I组碳素钢丝。当材料一定后，弹簧的体积决定于长度和直径。而长度由刚度条件定，故应使D1尽可能小，但D1又必须大于30。现对几种方案加以比较：

当C=7，由强度条件知d=6mm；若加大d，则D1也将增加。 若取C=8。则K=1.18。

7

d?8KF2C?????8?1.18?1160?8?6.20mm

??725较C=7时的d为大，故D1仍将加大。 若取d=5.6mm, 则K=1.25

d?8?1.25?1160?6?5.52mm

??725若取C=6, 则弹簧内径

D1?d(c?1)?5.6?(6?1)?28mm(?30)

∴ 不合要求。

由此可定，d=6mm， n=6圈，旋绕比C=7为最佳方案。

3． 解（1）检验强度 由表查得， [τ

Ⅱ

]=640×0.8=512N/mm2

（由表注：拉簧的许用应力为表中值的80%）。由C=

D280??8，得K=1.18。由式 d10??Kτ<[τ

8F2C8?2070?8?1.18??498N/mm2 2?d2??10Ⅱ

]。该弹簧能满足强度条件。

s的载荷称为极限载荷

（2）求极取载荷Flim 达到弹簧材料剪切屈服极限τ册查不到τ

s值。对Ⅱ类载荷可取τs=1.25[τ

Ⅱ

Flim。一般手

]=1.25×512=640N/mm2。由式得

Flim??d2?s8kc???102?6408?1.18?8?2660N

（3）求弹簧的工作行程，由式

8F2C3n8?2070?83?20h2???212mm

Gd8?104?10h1?h2F1615?212??63mm F22070故工作行程 h0?h2?h1?212?63?149mm

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