弹簧刚课程设计

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1、一：汽车用缓冲弹簧的服役条件 弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性， 而专门用于制造弹簧和弹 性元件的钢。钢的弹性取决于其弹性变形的能力，即在规定的范围之内，弹 性变形的能力使其承受一定的载荷，在载荷去除之后不出现永久变形。弹簧 在冲击、振动或长期交应力下使用，所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、屈强 比、弹性极限；高的疲劳强度，避免早起疲劳破坏；有足够的塑性和韧性， 不产生脆性断裂；足够的粹透性，保证弹性极限和整体强度。在工艺上要求 弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等 。 弹簧服役条件是指它工作的环境（温度和介质）及应力状态等因素，主 要承受动载和疲劳载荷。工作温度可分为低温（室温以下

2、） 、室温、较高温 度（120350） 、高温（400以上）几个档次。工作环境介质有空气（干 燥气和潮湿气） 、水蒸气、雨水、燃烧产物、油及酸碱水溶液等。普通机械 弹簧一般是在室温或较高工作温度、大气条件下承受负荷。也有用于耐蚀、 承受高应力等各种特殊用途的弹簧。 弹簧的负荷特性由弹簧变形时载荷 （P） 与变形（F）之间的关系曲线表示。常见者有三类：直线型、渐增型、不重 合型。弹簧载荷有动载荷（振动、扭转、弯曲等）和静载荷，有些重要弹簧 承受复杂的交变载荷。在外力作用下，弹簧材料内部往往产生不同的应力， 如弯曲应力、扭转应力（切应力）或弯扭复合应力等。 二:材料的选取 弹簧材料的选择原则是：首

3、先满足功能要求，其次是强度要求，最后才 考虑经济性。 可用来制造汽车用缓冲弹簧的材料很多， 不同部位使用的弹簧， 可选择的材料也不尽相同，要从众多材料中选出一种最经济，且能满足各种 性能要求的材料，并不是一件容易的事，需要考虑各方面的要素，来使其 达到满族人类需求的目的。汽车用缓冲弹簧常见材料见表 1 所示。 表 1 各种材料性能及用途 【1】 材料 特性 用途 55Si2Mn 强度大、弹性极限好，屈服比 值高，热处理后韧性较好，焊接性 差，冷变形塑性低，切削性尚好， 无回火脆性倾向， 且具有抗回火稳 定和抗松弛稳定性。 适用于制造铁道车辆、 汽车、拖拉机等承受中 等载荷的扁形弹簧、直 径25

4、mm 的螺旋形弹 簧、缓冲弹簧以及汽缸 安全阀门等高应力下工 作的重要弹簧。 55Si2MnB 性能与 55Si2Mn钢相近， 但淬透性 更高，在油中临界淬透直径约 90180mm， 疲劳强度也显著提高。 适用于制造中、 小型截 面的钢板弹簧，如汽车 上的前后副钢板弹簧。 55SiMnVB 强度、韧及塑性及淬透性均比 60Si2MnA 钢高，油中临界淬透直 径约为 50107mm;热加工性能良 好，热处理时表面脱碳倾向小，回 火稳定性好。 适用于制造中型截 面尺寸的板弹簧和螺旋 形 弹 簧 ， 可 代 替 60Si2MnA 钢使用。 50CrVA 有较高韧性、强度和弹性极限、疲 劳强度，较低的弹性模量、较高的 屈强比和淬透性， 热处理时过热 和脱碳倾向小，冲击韧性也良好; 但焊接性差，冷变形塑性低，热加 工时具有形成白点的敏感性； 主要 在淬火并中温回火后使用。 适用于制造大截面的高 载荷重要弹簧及工作温 度低于 300的阀门弹 簧、活塞弹等;也可用于 非腐蚀性介质中、工作 温度400的大截面的 重要调质零件。 表 1 各种材料