机械制图教程―9

    弹簧是机械中常用的零件，具有功、功转换特性，可用于减震、测力、压紧与复位、调节等多种场合。

    弹簧种类很多，常见的有圆柱螺旋弹簧、板弹簧、平面涡卷弹簧等，如图9―65。其中圆柱螺旋更为常见。按所受载荷特性不同，这种弹簧又可分为压缩弹簧（Y型）、拉伸弹簧（L型）和扭转弹簧（N型）三种。本节主要介绍普通圆柱螺旋压缩弹簧的有关名称和规定画法。

一、圆柱螺旋式压缩弹簧各部分名称及尺寸计算（GB/T2089―1994）

（1）材料直径d   制造弹簧用的金属丝直径。

（2）弹簧外径D2   弹簧的最大直径。

弹簧内径D1  弹簧的最小直径，D1= D2-2d。

弹簧中径D    弹簧的平均直径，D=（D2+ D1）/2= D1 +d= D2-d。

（3）支承圈n2、有效圈n、总圈数n1  为了使压缩弹簧工作平稳、端面受力均匀，制造时需将弹簧第一端3/4～1.25圈并紧磨平，这些并紧磨平的圈仅起支承作用，称为支承圈。支承圈数n2一般为1.5、2、2.5，常用2.5圈。其余保持相等节距的圈数，称为有效圈数。支承圈数与有效圈数之和称为总圈数，即n 1 = n 2 + n 。

（4）节距t   相邻两有效圈上对应点间的轴向距离。

（5）自由高度H0未受载荷时的弹簧高度（或长度）

    式中：等式右边第一项nt为有效圈的自由高度；第二项（n2-0.5）d为支承圈的自由高度。

（6）展开长度L   制造弹簧时所需金属丝的长度。按螺旋线展开可得

L≈n1√(D2)+t2

（7）旋向   螺旋弹簧分为右旋和左旋两种。

    国家标准已对普通圆柱螺旋压缩弹簧的结构尺寸及标记做了规定，使用时可查阅GB/T2089―1994。

二、弹簧的画法

（一）螺旋弹簧的规定画法

    螺旋弹簧的规定投影较复杂，因此，国家标准（GB/T4459，―1984）规定了使了弹簧的画法,如图9―67所示。

(1)在平行于螺数在四圈以上的螺旋弹簧轴线的投影面的视图中,其各圈的轮廓应画成直线。

(2)有效圈数在四圈以上的螺旋弹簧,可在每一端只画1～2圈（支承圈除外），中间只需用通过簧丝断面中心的细点画线连起来，且可适当缩短图形长度。

（3）螺旋弹簧均只可画成右旋，但左旋螺旋弹簧不论画成左旋或右旋，一律要注出旋向“左”字。

   （4）螺旋压缩弹簧如要求两端并紧且磨平时，不论支承圈数多少末端贴紧情况如何，均按支承圈为2.5圈（有效圈是整数）的形式绘制。必要时，也可按支承圈的实际结构绘制。

（二）装配图中弹簧的简化画法

（1）在装配图中，弹簧被看作实心物体，因而被弹簧挡住的结构一般不画出，可见部分应从弹簧的外轮廓线或从簧丝面的中心线画起如图9―68a中箭头所指。

（2）在装配图中，被剖切后的簧丝直径在图形上等于或小于2 mm时，可用涂黑表示，且各圈的界线廓线不画，如图9―68b所示；也允许用示意图绘制，如图9―68c所示。

三.圆柱螺旋压缩弹簧的作图步骤

[例9―2]   已知一普通圆柱螺旋压缩弹簧，中径D = 38，材料直径d = 6,节距t = 11.8，有效圈数n = 7.5，支承圈数n = 2.5，右旋，试绘制该弹簧。

   计算：

       弹簧外径

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

作图步骤：如图9―69所示。

 此例，支承圈为2.5圈。标准规定不论支承圈数多少，均可按此绘制。因为制造弹簧时是按图上所注圈数加工的。