哈尔滨工业大学：《机械学基础》课程教学资源（PPT课件）第15章 弹性元件

机械学基础多媒体系列CAI课件 机械学基础课程电子教案 蒋秀珍编写 马惠萍制作

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第15章弹性元件2力弹性元件 151概述 弹性元件的用途和分类 1弹性敏感元件 (a) (b) 图15-2力弹簧 (c) 3联接用弹性元件 图15-1应变式压力传感器 (a)结构图,(b)测量电桥,(c)方框图 1和2:3和4应变片:5膜片;6-顶杆;7-悬臂片簧 4密封用弹性元件 5.导轨和支承用弹性元件 图153

第15章 弹性元件 15.1 概述 一. 弹性元件的用途和分类 1.弹性敏感元件 2.力弹性元件 3.联接用弹性元件 4.密封用弹性元件 5.导轨和支承用弹性元件

二.弹性元件的基本性能 1力与位移的关系 图15-4片弹簧受力变形图 线性弹性元件 非线性弹性元件 O 图15-5弹性元件的特性曲线

1.力与位移的关系 二. 弹性元件的基本性能 线性弹性元件 非线性弹性元件

2,非线性度δ 对于线性弹性元件一=×1009 max 定义:特性曲线与理想直线的 最大偏差ASm和弹性元件最 大变形的百分比 图15-7弹性元件的非线性度 dF 3刚度K K 非线性弹性元件 F K 线性弹性元件 2 2 并联K=K1+K2+K3+……Kn 串联1/K=1/K1+1K2+1/K3+……,/Kn (b) 15-6螺旋弹簧串、并联工作

2.非线性度δ 对于线性弹性元件 100% max max   = S S  定义: 特性曲线与理想直线的 最大偏差ΔSmax和弹性元件最 大变形的百分比 3.刚度K S F K dS dF K = = 非线性弹性元件 线性弹性元件 并联 K=K1+ K2+ K3+…… Kn 串联 1/K=1/ K1+ 1/K2+1/ K3+…… 1/Kn

4.弹性滞后 在弹性范围内加载与去载时特性曲 线不相重合的现象 5弹性后效 图158弹性元件的弹性滞后 载荷改变后不是立刻完成相应的变形而是在一定时间间隔 中逐渐完成的 减小滞后, 工艺 后效的方法联接方法 材料→影响大 材料金属材料铜合金铍青铜恒弹性合金等 非金属材料橡胶、石英、陶瓷、硅 FoF 图159弹性元件的弹性后效

4.弹性滞后 在弹性范围内,加载与去载时特性曲 线不相重合的现象 5.弹性后效 载荷改变后,不是立刻完成相应的变形,而是在一定时间间隔 中逐渐完成的 减小滞后, 后效的方法 工艺 联接方法 材料 影响大 材料 金属材料:铜合金(铍青铜)恒弹性合金等 非金属材料:橡胶、石英、陶瓷、硅

152片簧 片弹簧的应用和结构 1.用片弹黉作加力元件;如压紧零件 2.用片弹簧作弹性导轨和弹性支承; 3用片弹黄作弹簧触 F Fo 2 0 1-支撑板2片弹簧 (a)片弹簧部件 (b)特性曲线 图15-11变刚度片弹簧 图1510有预紧力的片簧及其特性曲线

15.2 片簧 一. 片弹簧的应用和结构 1. 用片弹簧作加力元件;如压紧零件; 2. 用片弹簧作弹性导轨和弹性支承; 3. 用片弹簧作弹簧触点; 4. 用片弹簧作测量元件;

片簧等截面(有预紧力 变截面无预紧力 二片簧的设计:刚度条件,强度条件, 0 Fo F 几何尺寸 1等截面悬臂片黉的计算(应力不等) (b)特性曲线 特性公式:S 4FL3 Ebh 6FL 强度条件 m max bh

片簧 等截面 变截面 有预紧力 无预紧力 二.片簧的设计：刚度条件,强度条件， 几何尺寸 1.等截面悬臂片簧的计算(应力不等) 特性公式: 3 3 4 Ebh FL S = 强度条件:  =    2 max max 6 bh F L

2变截面悬臂片黉的计算(应力相等) 特性公式:S 6FL ebh 强度条件 6FL max max 62s (b) 图15-12变截面悬臂直片弹簧

2.变截面悬臂片簧的计算(应力相等) 特性公式: 3 3 6 Ebh FL S = 强度条件:  =    2 max max 6 bh F L

实用公式 S 4FD→→ 入-查表14-13 ebh 例题已知等截面片簧L=40m预紧力F1=0.5N当工作力F=2N 时片黉黃位移S2=5mm,T9A材料|d=550MPa,E=2x105MPa,试计算 片黉的预变形量S1总变形量S,宽b厚h

实用公式 λ-查表14-13 3 3 4 Ebh FL S  = (例题):已知等截面片簧,L=40mm,预紧力F1=0.5N,当工作力F=2N 时,片簧位移S2=5mm,T9A材料,[σ]=550MPa,E=2x105MPa,试计算 片簧的预变形量S1 ,总变形量S,宽b,厚h。 F F1 S1 S2

153螺旋弹簣 辈鑫 圆柱形 圆锥形 抛物线形 鞍形 图15-15螺旋弹簧的类型 拉伸弹簧 圆柱螺旋弹簧压缩弹簧 类型: 扭转弹 拉伸弹簧压缩弹簧 扭弹簧

15.3 螺旋弹簧 一. 类型 拉伸弹簧 压缩弹簧 扭转弹簧 圆柱螺旋弹簧 类型：