彈簧是機(jī)械中常用的零件,具有功、功轉(zhuǎn)換特性,可用于減震、測力、壓緊與復(fù)位、調(diào)節(jié)等多種場合。
彈簧種類很多,常見的有圓柱螺旋彈簧、板彈簧、平面渦卷彈簧等,如圖9—65。其中圓柱螺旋更為常見。按所受載荷特性不同,這種彈簧又可分為壓縮彈簧(Y型)、拉伸彈簧(L型)和扭轉(zhuǎn)彈簧(N型)三種。本節(jié)主要介紹普通圓柱螺旋壓縮彈簧的有關(guān)名稱和規(guī)定畫法。
一、圓柱螺旋式壓縮彈簧各部分名稱及尺寸計算(GB/T2089—1994)(圖 9—66)
(1)材料直徑d 制造彈簧用的金屬絲直徑。
(2)彈簧外徑D2 彈簧的最大直徑。
彈簧內(nèi)徑D1 彈簧的最小直徑,D1= D2-2d。
彈簧中徑D 彈簧的平均直徑,D=(D2+ D1)/2= D1 +d= D2-d。
(3)支承圈n2、有效圈n、總?cè)?shù)n1 為了使壓縮彈簧工作平穩(wěn)、端面受力均勻,制造時需將彈簧第一端3/4~1.25圈并緊磨平,這些并緊磨平的圈僅起支承作用,稱為支承圈。支承圈數(shù)n2一般為1.5、2、2.5,常用2.5圈。其余保持相等節(jié)距的圈數(shù),稱為有效圈數(shù)。支承圈數(shù)與有效圈數(shù)之和稱為總?cè)?shù),即n 1 = n 2 + n 。
(4)節(jié)距t 相鄰兩有效圈上對應(yīng)點間的軸向距離。
(5)自由高度H0 未受載荷時的彈簧高度(或長度)
H0 = nt + (n2 - 0.5)d
式中:等式右邊第一項nt為有效圈的自由高度;第二項(n2-0.5)d為支承圈的自由高度。
(6)展開長度L 制造彈簧時所需金屬絲的長度。按螺旋線展開可得
L≈n1√(D2)+t2
(7)旋向 螺旋彈簧分為右旋和左旋兩種。
國家標(biāo)準(zhǔn)已對普通圓柱螺旋壓縮彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸及標(biāo)記做了規(guī)定,使用時可查閱GB/T2089—1994。
二、彈簧的畫法
(一)螺旋彈簧的規(guī)定畫法
螺旋彈簧的規(guī)定投影較復(fù)雜,因此,國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T4459,—1984)規(guī)定了使了彈簧的畫法,如圖9—67所示。
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(1)在平行于螺數(shù)在四圈以上的螺旋彈簧軸線的投影面的視圖中,其各圈的輪廓應(yīng)畫成直線。
(2)有效圈數(shù)在四圈以上的螺旋彈簧,可在每一端只畫1~2圈(支承圈除外),中間只需用通過簧絲斷面中心的細(xì)點畫線連起來,且可適當(dāng)縮短圖形長度。
(3)螺旋彈簧均只可畫成右旋,但左旋螺旋彈簧不論畫成左旋或右旋,一律要注出旋向“左”字。
(4)螺旋壓縮彈簧如要求兩端并緊且磨平時,不論支承圈數(shù)多少末端貼緊情況如何,均按支承圈為2.5圈(有效圈是整數(shù))的形式繪制。必要時,也可按支承圈的實際結(jié)構(gòu)繪制。
(二)裝配圖中彈簧的簡化畫法
(1)在裝配圖中,彈簧被看作實心物體,因而被彈簧擋住的結(jié)構(gòu)一般不畫出,可見部分應(yīng)從彈簧的外輪廓線或從簧絲面的中心線畫起如圖9—68a中箭頭所指。
(2)在裝配圖中,被剖切后的簧絲直徑在圖形上等于或小于2 mm時,可用涂黑表示,且各圈的界線廓線不畫,如圖9—68b所示;也允許用示意圖繪制,如圖9—68c所示。
三.圓柱螺旋壓縮彈簧的作圖步驟
[例9—2] 已知一普通圓柱螺旋壓縮彈簧,中徑D = 38,材料直徑d = 6,節(jié)距t = 11.8,有效圈數(shù)n = 7.5,支承圈數(shù)n = 2.5,右旋,試?yán)L制該彈簧。計算:
彈簧外徑
D2 = D + d = 38 + 6 = 44
自由高度
H0= nt +( n2 - 0.5)d= 7.5×11.8+(2.5-0.5)×6= 100.5
作圖步驟:如圖9—69所示。
此例,支承圈為2.5圈。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不論支承圈數(shù)多少,均可按此繪制。因為制造彈簧時是按圖上所注圈數(shù)加工的。