现代机械设计手册:单行本——弹簧设计(第二版)

第10篇 弹簧

第1章弹簧的基本性能、类型及应用

1.1弹簧的基本性能10-3

1.2弹簧的类型10-3

1.3弹簧的应用和标准化10-10

1.3.1弹簧的应用10-10

1.3.2弹簧的标准化10-10



第2章圆柱螺旋弹簧

2.1圆柱螺旋弹簧的型式、代号及应用10-15

2.2弹簧的材料及许用应力10-16

2.3圆柱螺旋压缩弹簧10-22

2.3.1圆柱螺旋压缩弹簧基本计算公式10-22

2.3.2圆柱弹簧参数选择10-24

2.3.3圆柱螺旋压缩弹簧计算表10-25

2.3.4压缩弹簧端部型式与高度、总圈数等的公式10-38

2.3.5螺旋弹簧的疲劳强度、稳定性及共振10-39

2.3.6圆柱螺旋压缩弹簧设计计算示例10-40

2.3.7圆柱螺旋压缩弹簧的压力调整结构10-43

2.3.8组合弹簧的设计计算10-43

2.3.9圆柱螺旋压缩弹簧的应用示例10-45

2.4圆柱螺旋拉伸弹簧10-46

2.4.1圆柱螺旋拉伸弹簧的设计计算10-46

2.4.2圆柱螺旋拉伸弹簧的设计实例10-48

2.4.3圆柱螺旋拉伸弹簧的端部结构10-50

2.4.4圆柱螺旋拉伸弹簧的尺寸和参数10-52

2.4.5圆柱螺旋拉伸弹簧的拉力调整结构10-58

2.5圆柱螺旋扭转弹簧10-59

2.5.1圆柱螺旋扭转弹簧的基本几何参数和特性10-59

2.5.2圆柱螺旋扭转弹簧的结构形式10-59

2.5.3圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算10-59

2.5.4圆柱螺旋扭转弹簧的计算示例10-62

2.5.5圆柱螺旋扭转弹簧的结构及安装示例10-63

2.6圆柱螺旋弹簧技术要求10-64

2.6.1弹簧特性和尺寸的极限偏差10-64

2.6.2其他技术要求10-67

2.7非圆形截面圆柱螺旋弹簧10-67

2.7.1矩形截面螺旋压缩弹簧10-67

2.7.2其他截面形状螺旋压缩弹簧10-70



第3章非线性特性线螺旋弹簧

3.1截锥螺旋压缩弹簧10-73

3.1.1截锥螺旋压缩弹簧的结构特性及分类10-73

3.1.2截锥螺旋压缩弹簧的计算10-73

3.1.3截锥螺旋弹簧的计算示例10-75

3.1.4截锥螺旋压缩弹簧的应用实例10-76

3.2蜗卷螺旋弹簧10-76

3.2.1蜗卷螺旋弹簧的特性曲线10-76

3.2.2蜗卷螺旋弹簧的材料及许用应力10-76

3.2.3蜗卷螺旋弹簧的计算10-77

3.2.4蜗卷螺旋弹簧的计算示例10-78



第4章多股螺旋弹簧

4.1多股螺旋弹簧的结构、特性及用途10-82

4.2多股螺旋弹簧的材料及许用应力10-83

4.3多股螺旋弹簧的参数选择10-83

4.4多股螺旋弹簧的设计计算10-84

4.5多股螺旋弹簧的几何尺寸计算10-85



第5章碟形弹簧

5.1碟形弹簧的类型、结构及特点10-87

5.2碟形弹簧的计算10-90

5.2.1单片碟形弹簧的特性曲线10-90

5.2.2单片碟形弹簧的计算公式10-90

5.2.3组合碟形弹簧的计算公式10-91

5.3碟形弹簧的应力计算10-92

5.4其他类型碟形弹簧10-95

5.5碟形弹簧应用示例10-97

5.6膜片碟簧10-97



第6章环形弹簧

6.1环形弹簧的结构和特性10-100

6.2环形弹簧的材料及许用应力10-101

6.3环形弹簧的设计计算10-101

6.4环形弹簧应用示例10-104



第7章片弹簧及线弹簧

7.1片弹簧10-105

7.1.1片弹簧的结构及用途10-105

7.1.2片弹簧的材料及其许用应力10-105

7.1.3片弹簧的设计计算10-106

7.1.4片弹簧的技术要求10-108

7.1.5片弹簧的应用示例10-108

7.2线弹簧10-109

7.3设计计算示例10-110



第8章板弹簧

8.1板弹簧的类型和用途10-112

8.2板弹簧的结构10-113

8.2.1弹簧钢板的截面形状10-113

8.2.2主板的端部结构10-113

8.2.3副板的端部结构10-114

8.2.4板弹簧的固定结构10-114

8.3板弹簧的材料及许用应力10-116

8.4板弹簧设计与计算10-117

8.4.1单板弹簧的计算10-117

8.4.2多板弹簧的计算10-117

8.4.3变刚度和变截面板弹簧的计算10-120

8.5板弹簧的技术要求10-121

8.6疲劳试验10-121

8.7板弹簧的计算及应用示例10-122



第9章发条弹簧

9.1发条弹簧的类型、结构及应用10-129

9.2螺旋形发条弹簧10-130

9.2.1发条弹簧的工作特性10-130

9.2.2发条弹簧的计算10-131

9.2.3发条弹簧的材料10-132

9.2.4发条弹簧设计参数的选取10-132

9.2.5螺旋形发条弹簧的计算示例10-133

9.2.6带盒螺旋形发条弹簧典型结构及应用10-134

9.3S形发条弹簧10-134



第10章扭杆弹簧

10.1扭杆弹簧的结构、类型及应用10-137

10.2扭杆弹簧的材料和许用应力10-137

10.3扭杆弹簧的计算10-138

10.4扭杆弹簧的端部结构和有效工作长度10-140

10.5扭杆弹簧的技术要求10-141

10.6扭杆弹簧的计算示例10-141

10.7扭杆弹簧的应用示例10-141



第11章弹簧的热处理、强化处理和表面处理

11.1弹簧的热处理10-143

11.1.1弹簧热处理的目的、方法和要求10-143

11.1.2预备热处理10-143

11.1.3消应力回火10-143

11.1.4淬火和回火10-143

11.1.5等温淬火10-143

11.1.6碳素弹簧钢的热处理10-143

11.1.7合金弹簧钢的热处理10-143

11.1.8铜合金弹簧材料的热处理10-143

11.1.9高温弹性合金及钛合金的热处理10-143

11.2弹簧的强化处理10-143

11.2.1弹簧的稳定化处理10-143

11.2.2弹簧的强压处理10-143

11.2.3弹簧的喷丸处理10-143

11.3弹簧的表面处理10-143

11.3.1表面预处理10-143

11.3.2弹簧表面的氧化处理10-143

11.3.3弹簧表面的磷化处理10-143

11.3.4弹簧表面的金属防护层10-143

11.3.5弹簧表面的非金属防护层10-143



第12章橡胶弹簧

12.1橡胶弹簧的特点与应用10-144

12.2橡胶材料特性及许用应力10-144

12.3橡胶弹簧的静刚度计算10-145

12.3.1橡胶压缩弹簧计算公式10-145

12.3.2橡胶剪切弹簧计算公式10-146

12.3.3橡胶扭转弹簧计算公式10-147

12.3.4橡胶弯曲弹簧计算公式10-149

12.3.5橡胶组合弹簧计算公式10-149

12.3.6橡胶弹簧不同组合方式的刚度计算10-150

12.3.7橡胶弹簧的相似法则10-151

12.4橡胶弹簧的设计10-151

12.4.1橡胶弹簧的材料选择10-151

12.4.2橡胶弹簧的形状和结构设计10-152

12.4.3橡胶弹簧的计算示例10-153

12.4.4橡胶弹簧的应用示例10-154

12.5橡胶弹簧的压缩稳定性10-155

12.6橡胶-金属螺旋复合弹簧10-156

12.6.1橡胶-金属螺旋弹簧的结构型式及代号10-156

12.6.2橡胶-金属螺旋弹簧的主要计算公式10-157

12.6.3橡胶-金属螺旋弹簧的选用10-157

12.6.4橡胶-金属螺旋弹簧的应用示例10-158



第13章空气弹簧

13.1空气弹簧的特点10-159

13.2空气弹簧的类型和结构10-159

13.3空气弹簧的刚度计算10-160

13.3.1空气弹簧的垂直刚度10-160

13.3.2空气弹簧的横向刚度10-161

13.4空气弹簧的计算示例10-163

13.5空气弹簧的应用示例10-163



第14章膜片及膜盒

14.1膜片及膜盒的类型及特性10-166

14.2平膜片的设计计算10-167

14.3波纹膜片的设计计算10-170

14.4膜片的材料10-173

14.5膜片及膜盒的尺寸系列10-173

14.6膜片的应用示例10-175



第15章压力弹簧管

15.1压力弹簧管的类型及用途10-176

15.2压力弹簧管的设计计算10-177

15.2.1承受低压的单圈薄壁弹簧管的计算10-177

15.2.2承受高压的单圈厚壁弹簧管的计算10-178

15.3压力弹簧管的材料10-178

15.4压力弹簧管的尺寸系列10-179



第16章弹簧的疲劳强度

16.1变应力的类型和特性10-180

16.2弹簧的疲劳失效与疲劳曲线10-181

16.3影响弹簧疲劳强度的因素10-183

16.4弹簧的疲劳试验10-184

16.5弹簧安全系数的计算10-186



第17章弹簧的失效及预防

17.1弹簧失效的定义及危险性10-191

17.2弹簧的失效分析10-191

17.3弹簧的基本失效模式10-191

17.4弹簧疲劳断裂失效及预防10-191

17.5弹簧应力松弛失效及预防10-191

17.6弹簧失效分析及预防案例10-191



参考文献10-192