每个螺栓所受预紧力为
1.2*6*107=0.1061*107 F1??f?r?z4*0.16*106Kf?T所受横向载荷为20000N 预紧力为
F2?Kf*Rz*f=3.75*104
总预紧力为 1098500N 螺栓小径为
d?4*1.3*F=123mm π[?]
第11章 弹簧 习 题
1．选择题
1）圆柱螺旋弹簧的旋绕比是 的比值。
（1）弹簧丝直径d与中径D2 （2）中径D2与弹簧丝直径d （3）弹簧丝直径d与自由高度H0 （4）自由高度H0与弹簧丝直径d 2）旋绕比C选得过小则弹簧 。
（1）刚度过小，易颤动 （2）易产生失稳现象
（3）尺寸过大，结构不紧凑 （4）卷绕困难，且工作时内侧应力大
3）圆柱螺旋弹簧的有效圈数是按弹簧的 要求计算得到的。 （1）刚度 （2） 强度 （3） 稳定性 （4） 结构尺寸 4）采用冷卷法制成的弹簧，其热处理方式为 。
（1）低温回火 （2）淬火后中温回火 （3） 渗碳淬火 （4）淬火 5）采用热卷法制成的弹簧，其热处理方式为 。
（1）低温回火 （2）淬火后中温回火 （3）渗碳淬火 （4）淬火
2．思考题
1) 弹簧主要功能有哪些？试举例说明。 2) 弹簧的卷制方法有几种？各适用什么条件？
3) 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧受载时，弹簧丝截面上的最大应力发生在什么位置？最大应力值如何确定？为何引入曲度系数k1？
4) 圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧强度和刚度计算的目的是什么？ 3．设计计算题
1) 试设计一液压阀中的圆柱螺旋压缩弹簧。已知：弹簧的最大工作载荷Fmax=350N，最小工作载荷Fmin=200N ，工作行程为13mm，要求弹簧外径不大于35mm，载荷性质为Ⅱ类，一般用途，弹簧两端固定支承。
2）设计一圆柱螺旋拉伸弹簧。已知：弹簧中径D2≈12mm，外径D<18mm；当载荷F1=160N，弹簧的变形量λ1=6mm，当载荷F2=350N，弹簧的变形量λ2=16 mm 。
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第11章 习 题 答 案
1．选择题
1）（2） 2）（4） 3）（1） 4）（1） 5）（2）
1．弹簧主要有哪些功能？试举例说明。
答：弹簧的主要功能有（1）缓冲和减振，如车辆中的缓冲弹簧、联轴器中的吸振弹簧；（2）控制运动，如内燃机中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧；（3）储蓄能量，如钟表中的弹簧；（4）测力，如测力器和弹簧秤中的弹簧等。
2．弹簧的卷制方法有几种？适用条件？
答：弹簧的卷绕方法有冷卷法和热卷法。弹簧丝直径在8mm以下的用冷卷法，直径大于8mm的用热卷法。
3．圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧受载时，弹簧丝截面上的最大应力在什么位置？最大应力值如何确定？为何引入曲度系数k 1？
答：最大应力发生在弹簧丝剖面内侧，最大应力可以近似地取为
?max?k18FD2???πd3?
4C?10.615?k1??4C?4C??8FD2式中
?d3是直杆受纯扭转时的切应力，但由于弹簧不是直杆受纯扭转的情况，所以应
引入k1。 k1，可理解为弹簧丝曲率和切向力对切应力的修正系数.
4．圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧强度和刚度计算的目的是什么？
答：弹簧强度的目的是为了求出弹簧丝直径，刚度计算的目的是为了求出弹簧圈数。
6． 试设计一液压阀中的圆柱螺旋压缩弹簧。已知：弹簧的最大工作载荷Fmax=350N，最小工作载荷Fmin=200N工作行程为13mm，要求弹簧外径不大于35mm，载荷性质为Ⅱ类，一般用途，弹簧两端固定支承。 解：
1、选择材料并确定其许用应力
选用碳素弹簧钢丝C级，初定簧丝直径d=4mm，查表得弹簧钢丝的拉伸强度极限σB=1520Mpa，由于载荷性质为Ⅱ类，其许用切应[τ]=0.4σB=0.431520=608MPa，切变模量G=8.03104MPa。
2、弹簧丝直径计算
现选取旋绕比C=7，曲度系数：
3、初步计算弹簧丝直径：
d?1.6FmaxKC350?1.21?7?1.6?3.53 [?]60834
比原取值小，原取值合理，所以取弹簧钢丝标准直径d =4mm，弹簧中径标准值D2=dC=437=28mm，则弹簧外径D = D2+d=28+4=32mm<35mm。
4、刚度计算
弹簧刚度为k=△F/λ=(350-200)/13=11.5N/mm 弹簧圈数：
取n=11圈， 总圈数
取弹簧两端的支承圈数分别为1圈，则 n1=n+2=11+2=13 5、确定节距
p=(0.28~0.5) D2=(0.25~0.5)328mm =(7~14)mm 取p=10mm 6、确定弹簧的自由、安装和工作高度 弹簧两端并紧、磨平的自由高度为：
自由高度 H0 = n p +（n1-n-0.5）d = 11?10+(13-11-0.5) ?5=117.5mm 7、验算稳定性
弹簧长径比b=H0/ D2=117.5/28=4.19<5.3。满足不失稳要求 8、其余几何尺寸参数及工作图从略。 35
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