一、螺纹连接件的材料和许用应力

导键和滑键都用于动联接，即轴与轮毂间有相对轴向移动的联接。

如机床变速箱中的滑移齿轮。滑键用于轴上零件在轴上移动距离较大的场合，以免使用长导键。

滑键联接

、半圆键联接键的两侧面为工作面。用于静联接，定心性好，装配方便，但键槽较深，对轴的强度削弱较大。主要用于轻载荷和锥形轴端。

、楔键联接和切向键联接

楔键的上、下两面是工作面。仅适用于传动精度要求不高，载荷平稳和低速的场合。

切向键是由一对具有斜度1﹕100的楔键组成。切向键的上下两个相互平行的窄面为工

根据联轴器补偿两轴相对位移能力的不同可将其分为两大类：

按载荷大小，转速高低，而轴对中性和工作特性（振动、冲击等）

适于停车和低速（n<10r/min）时接合

、超越离合器

滚柱式超越离合器——可实现单向超越（或接合）

按外形分：为螺旋弹簧、碟形簧、环形簧、盘弹簧和板簧

圆柱螺旋弹簧的结构制造材料及许用应力

圆柱螺旋弹簧的结构制造 材料及许用应力 The latest revision on November 22, 2020

圆柱螺旋弹簧的结构、制造、材料及许用应力 (一) 圆柱螺旋弹簧的结构形式 1. 圆柱螺旋压缩弹簧 如下左图所示，弹簧的节距为p,在自由状态下，各圈之间应有适当的间距δ，以便弹簧受压时，有产生相应变形的可能。为了使弹簧在压缩后仍能保持一定的弹性，设计时还应考虑在最大载荷作用下，各圈之间仍需保留一定的间距δ1。δ1的大小一般推荐为: δ1=≥ 式中d为弹簧丝的直径。 圆柱螺旋压缩弹簧 圆柱螺旋压缩弹簧的端面圈 弹簧的两个端面圈应与邻圈并紧(无间隙)，只起支承作用，不参与变形，故称为死圈。当弹簧的工作圈数n≤7时，弹簧每端的死圈约为圈；n>7时，每端的死圈约为1～圈。这种弹簧端部的结构有多种形式(上右图)最常用的有两个端面圈均与邻圈并紧且磨平的YI型(图a)、并紧不磨平的YIII型(图c)和加热卷绕时弹簧丝两端锻扁且与邻圈并紧(端面圈可磨平，也可不磨平)的YII型(图b) 三种。在重要的场合，应采用YI型，以保证两支承端面与弹簧的轴线垂直，从而使弹簧受压时不致歪斜。弹簧丝直径d≤时，弹簧

的两支承端面可不必磨平。d>的弹簧，两支承端面则需磨平。磨平部分应不少于圆周长的3/4。端头厚度一般不小于d/8，端面粗糙度应低于。 2．圆柱螺旋拉伸弹簧 如下左图所示，圆柱螺旋拉伸弹簧空载时，各圈应相互并拢。另外，为了节省轴向工作空间，并保证弹簧在空载时各圈相互压紧，常在卷绕的过程中，同时使弹簧丝绕其本身的轴线产生扭转。这样制成的弹簧，各圈相互间即具有一定的压紧力，弹簧丝中也产生了一定的顶应力，故称为有预应力的拉伸弹簧。这种弹簧一定要在外加的拉力大于初拉力P0后，各圈才开始分离，故可较无预应力的拉伸弹簧节省轴向的工作空间。拉伸弹簧的端部制有挂钩，以便安装和加载。挂钩的形式如下右图所示。其中LI型和LII型制造方便，应用很广。但因在挂钩过渡处产生很大的弯曲应力，故只宜用于弹簧丝直径d≤l0mm的弹簧中。LVII、LVIII型挂钩不与弹簧丝联成一体，故无前述过渡处的缺点，而且这种挂钩可以转到任意方向，便于安装。在受力较大的场合，最好采用LVII型挂钩，但它的价格较贵。 圆柱螺旋拉伸弹簧

不锈钢螺栓标准

不锈钢和碳钢螺栓在等级的划分与标识方法有区别 碳钢螺栓的等级分为3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，小数点前后的数字分别表示螺栓材料的公称抗拉强度和屈强比，例如：标记8.8级螺栓表示材料的抗拉强度达到800MPa,屈强比为0.8即其屈服强度达到800X0.8=640MPa；不锈钢螺栓的等级分为45、50、60、70、80，材料主要分奥氏体A1、A2、A4，马氏体和铁素体C1、C2、C4，其表示方法例如A2-70，“--”前后分别表示螺栓材料和强度等级。 螺栓的材料和许用应力(1)螺栓材料常用材料：Q215、Q235、25和45号钢，对于重要的或特殊用途的螺纹联接件，可选用15Cr ，20Cr，40Cr，15MnVB，30CrMrSi等机械性能较高的合金钢。 2)许用应力螺纹联接件的许用应力与载荷性质(静、变载荷) 、联接是否拧紧，预紧力是否需要控制以及螺纹联接件的材料、结构尺寸等因素有关。精确选定许用应力必须考虑上述各因素，设计时可参照表11-4选择。 表11-4 螺栓、螺钉、螺柱、螺母的性能等级3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 (≤M16) 8.8 (＞M16) 9.8 10.9 12.9 螺栓螺钉、螺柱抗拉强度极限sb /MPa 公称300 400 500 600 800 800 900 1000 1200 min 330 400 420 500 520 600 800 830 900 1040 1220 屈服强度极限ss /MPa 公称180 240 320 300 400 480 640 640 720 900 1080 min 190 240 340 300 420 480 640 660 720 940 1100 布氏硬度HB min 90 109 113 134 140 181 232 248 269 312 365 推荐材料10 Q215 15 Q235 10 Q215 25 35 15 Q235 45 35 35 35 45 40Cr 15MnVB 30CrMnSi 15MnVB 相配合螺母性能级别4或5 4或5 4或5 5 5 6 8或9 8或9 9 10 12 推荐材料10 Q215 10 Q215 10 Q215 10 Q215 10 Q215 15 Q215 35 35 35 40Cr 15MnVB 30CrMnSi 15MnVB 注：9.8级仅适用于螺纹公称直径≤16mm 的螺栓、螺钉和螺柱。表11-5紧螺栓联接的许用应力及安全系数许用应力不控制预紧力时的安全系数控制预紧力时的安全系数S [s]=ss /S 直径材料M6～M16 M16～M30 M30～60 不分直径碳钢合金钢4～35～4 3～24～2.5 2～1.32.5 1.2～1.5 注：松螺栓联接时，取：[s]=ss/S，S=1.2～1.7。表11-6 许用剪切和挤压应力及安全系数许用应力及安全系数被联接件材料剪切挤压许用应力S 许用应力S 钢[t]=ss /S 2.5 [sp]=ss /S 1.25 铸铁[sp]=sb /S 2～2.5 d=A* 3 √N/n 3是开3次方d:轴直径cm N：输入功率Kw n：轴的转速r/min A: 系数45钢11.8~10.7 40Cr 10.7~9.8 302HQ （0Cr18Ni9Cu3）-主要用于自攻钉； SUS304（0Cr18Ni9 -也就是常说的A2，主要用于普通不锈钢螺栓、螺钉、垫圈、螺母的制造，强度等级一般螺栓为70； SUS 316（0Cr18Ni12Mo2）、SUS 316L（00Cr17Ni14Mo2）-也就是常说的A4主要用于高耐腐蚀性不锈钢螺栓、螺钉、垫圈、螺母的制造，强度等级一般螺栓为70，也可达到高强度等级80。 强度等级 ,A代表奥氏体，"2代表第2种材料(其实2就是指304),-70代表强度等级是700MPa. 常见的材料就是A2和A4,分别是304和316材质，但只要能保证力学性能,化学成分可已出入一些.常见的等级有A2-60(基本不用了) A2-70 A2-80(少见) ，A4-70 ，A4-80 ，A4-90(目前国内好象还生产不了)

常用弹簧材料及弹簧的设计计算过程

表1 弹簧常用材料及其许用应力 表2 弹簧钢丝的拉伸强度极限σB（MPa） 表3 常用旋绕比C值 表4 普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列 表5 导杆（导套）与弹簧间的间隙 表6 通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸 表1 弹簧常用材料及其许用应力（摘自GBl239-1976） 名称组别② 许用切应力 [τ] (MPa) 许用弯曲应 力 [σb] (MPa) 切变模量 G (MPa) 弹性模量 E (MPa) 推荐硬 度 (HRC) 推荐使 用温度 (℃) 特性及用途弹簧类别①弹簧类别① I类II类III类II类III类 碳素弹簧钢丝I组,II,IIa 组,III组 0.3σB ③ 0.4σB0.5σB0.5σB0.625σB 0.5≤d≤4 81400～ 78500 d>4 78500 0.5≤d≤4 203000～ 201000 d>4 196000 -40～ +120 强度高，韧性好， 适用于做小弹簧 特殊用 途碳素弹簧钢 丝甲组，乙组， 丙组 硅锰合 金弹簧钢丝47162878578598178500196000 45～ 50 -40～ +200 弹性好，回火稳定 性好，易脱碳，用 于制造大载荷弹簧 注：①弹簧按载荷性质分为三类： I类一受变载荷作用次数在106以上的弹簧； II类一受变载荷作用次数在103~105及冲击载荷的弹簧；III类一受变载荷作用次数在103下的弹簧。 ②碳素弹簧钢丝的组别见表2。

③弹簧材料的拉伸强度极限，查表2。 表2 弹簧钢丝的拉伸强度极限σB（MPa） 碳素弹簧钢丝特殊用途碳素弹簧钢丝重要用途弹簧钢丝钢丝直径 d(mm)I组II组IIa组III组 钢丝直径 d(mm) 甲组乙组丙组 钢丝直径 d(mm) 65Mn 0.32～0.6 0.63～0.8 0.85～0.9 1 1.1～1. 2 1.3～1.4 1.5～1.6 1.7～1.8 2 2.2 2.5 2.8 3 3.2 3.4～3.6 4 4.5～5 5.6～6 6.3～82599 2550 2501 2452 2354 2256 2157 2059 1961 1863 1765 1716 1667 1667 1618 1569 1471 1422 2157 2108 2059 2010 1912 1863 1814 1765 1765 1667 1618 1618 1618 1520 1520 1471 1373 1324 1226 1667 1667 1618 1618 1520 1471 1422 1373 1373 1373 1275 1275 1275 1177 1177 1128 1079 1030 981 0.2～0.55 0.6～0.8 0.9～1 1.1 1.2～1.3 1.4～1.5 2844 2795 2746 2697 2648 2599 2599 2501 2403 2550 2501 2452 2452 2354 2256 1～1.2 1.4～1.6 1.8～2 2.2～2.5 2.8～ 3.4 3.5 3.8～ 4.2 4.5 4.8～ 5.3 5.5～6 1765 1716 1667 1618 1569 1471 1422 1373 1324 1275

圆柱螺旋弹簧的结构制造材料及许用应力

圆柱螺旋弹簧的结构制造材料及许用应力 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

圆柱螺旋弹簧的结构、制造、材料及许用应力 (一) 圆柱螺旋弹簧的结构形式 1. 圆柱螺旋压缩弹簧? 如下左图所示，弹簧的节距为p,在自由状态下，各圈之间应有适当的间距δ，以便弹簧受压时，有产生相应变形的可能。为了使弹簧在压缩后仍能保持一定的弹性，设计时还应考虑在最大载荷作用下，各圈之间仍需保留一定的间距δ1。δ1的大小一般推荐为: δ1=≥ 式中d为弹簧丝的直径。 圆柱螺旋压缩弹簧 圆柱螺旋压缩弹簧的端面圈 弹簧的两个端面圈应与邻圈并紧(无间隙)，只起支承作用，不参与变形，故称为死圈。当弹簧的工作圈数n≤7时，弹簧每端的死圈约为圈；n>7时，每端的死圈约为1～圈。这种弹簧端部的结构有多种形式(上右图)最常用的有两个端面圈均与邻圈并紧且磨平的YI型(图a)、并紧不磨平的YIII型(图c)和加热卷绕时弹簧丝两端锻扁且与邻圈并紧(端面圈可磨平，也可不磨平)的YII型(图b) 三种。在重要的场合，应采用YI型，以保证两支承端面与弹簧的轴线垂直，从而使弹簧受压时不致歪斜。弹簧丝直径d≤时，弹簧

的两支承端面可不必磨平。d>的弹簧，两支承端面则需磨平。磨平部分应不少于圆周长的3/4。端头厚度一般不小于d/8，端面粗糙度应低于。 2．圆柱螺旋拉伸弹簧 如下左图所示，圆柱螺旋拉伸弹簧空载时，各圈应相互并拢。另外，为了节省轴向工作空间，并保证弹簧在空载时各圈相互压紧，常在卷绕的过程中，同时使弹簧丝绕其本身的轴线产生扭转。这样制成的弹簧，各圈相互间即具有一定的压紧力，弹簧丝中也产生了一定的顶应力，故称为有预应力的拉伸弹簧。这种弹簧一定要在外加的拉力大于初拉力P0后，各圈才开始分离，故可较无预应力的拉伸弹簧节省轴向的工作空间。拉伸弹簧的端部制有挂钩，以便安装和加载。挂钩的形式如下右图所示。其中LI型和LII型制造方便，应用很广。但因在挂钩过渡处产生很大的弯曲应力，故只宜用于弹簧丝直径d≤l0mm的弹簧中。LVII、LVIII型挂钩不与弹簧丝联成一体，故无前述过渡处的缺点，而且这种挂钩可以转到任意方向，便于安装。在受力较大的场合，最好采用LVII型挂钩，但它的价格较贵。 圆柱螺旋拉伸弹簧

弹簧材料比较

精心整理选择弹簧材料时，应考虑其用途、使用条件(载荷性质、大小及循环特性、 工作持续时间、工作温度等)以及加工、热处理和经济性等因素。 为了保障弹簧能够可靠地工作，其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。表20-2列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。实践中应用最广泛的就是弹簧钢，其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。图20-2给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。 弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件，以及加工、热处理和经济性等因素，以便使选择结果与实际要求相吻合。钢是最常用的弹簧材料。当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时，可以采用有色金属。此外，还有用非金属材料制做的弹簧，如橡胶、塑料、软木及空气等。 碳素弹簧钢(如65、70钢)：价格便宜、来源方便，但弹性极限低； 3.弹簧的工作极限应力τlim：Ⅰ类≤1.67[τ]；Ⅱ类≤1.25[τ]；Ⅲ类≤1.12[τ]。 4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。

弹簧常用材料（摘自GB/T1239.6-92）

我认为65Mn比较好,不知道你们用弹簧钢做什么产品,请看65Mn,60Si2Mn,50CrV A弹簧钢的区别65Mn 1综述：该钢为常用弹簧钢。它强度高、淬透性好、脱碳倾向小、价格低、切削加工性好。但有过热敏感性，易产生淬火裂纹，并有回火脆性。用途广泛，用于制造各种截面较小的扁、圆弹簧、板簧和弹簧片。 2相当于国外牌号：65Γ（俄）、1065（美）、080A67\EN43E（英）。 3成分（WC%）C:0.62-0.75Mn0.90-1.20Si:0.17-0.37S≤0.030P≤0.035Cr≤0.25Ni≤0.25 4热处理制度：830℃OC+540℃AC（回火、空冷） 5技术条件规定的性能 60Si2MnA 1综述 较 2 30.35；Ni≤ 4 5 50CrV A 1综述 2 30.80～1.10； 4 5 说明：δ δ5 δp δ10 δ0.22% ψ断面收缩率(%) OC油冷 HBS布氏硬度 WC水冷 HRC(RC)洛氏硬度 AC空冷 HBV纸氏硬度 65Mn,60Si2Mn,50CrV A弹簧钢的区别 弹簧材料的发展 发布时间：2010年05月31日 弹簧应用技术的发展，对材料提出了更高的要求。主要是在高应力下的提高疲劳寿命和抗松弛性能；其次是根据不同的用途，要求具有耐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等。为此，弹簧材料

碳钢螺栓的等级分为3

碳钢螺栓的等级分为3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，小数点前后的数字分别表示螺栓材料的公称抗拉强度和屈强比，例如：标记8.8级螺栓表示材料的抗拉强度达到800MPa,屈强比为0.8即其屈服强度达到800X0.8=640MPa； 不锈钢螺栓的等级分为45、50、60、70、80，材料主要分奥氏体 A1、A2、A4，马氏体和铁素体C1、C2、C4，其表示方法例如A2-70，“--”前后分别表示螺栓材料和强度等级。 螺栓的材料和许用应力 (1)螺栓材料 常用材料：Q215、Q235、25和45号钢，对于重要的或特殊用途的螺纹联接件，可选用15Cr ，20Cr，40Cr，15MnVB，30CrMrSi 等机械性能较高的合金钢。 (2)许用应力 螺纹联接件的许用应力与载荷性质(静、变载荷) 、联接是否拧紧，预紧力是否需要控制以及螺纹联接件的材料、结构尺寸等因素有关。精确选定许用应力必须考虑上述各因素，设计时可参照表11-4选择。表11-4 螺栓、螺钉、螺柱、螺母的性能等级 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 (≤M16) 8.8 (＞M16) 9.8 10.9 12.9 螺栓、螺钉、螺柱抗拉强度极限 sb /MPa 公称300 400 500 600 800 800 900 1000 1200

min 330 400 420 500 520 600 800 830 900 1040 1220 屈服强度极限 ss /MPa 公称180 240 320 300 400 480 640 640 720 900 1080 min 190 240 340 300 420 480 640 660 720 940 1100 布氏硬度HB min 90 109 113 134 140 181 232 248 269 312 365 推荐材料10 Q215 15 Q235 10 Q215 25 35 15 Q235 45 35 35 35 45 40Cr 15MnVB 30CrMnSi 15MnVB 相配合螺母性能级别4或5 4或5 4或5 5 5 6 8或9 8或9 9 10 12 推荐材料10 Q215 10 Q215 10 Q215 10 Q215 10 Q215 15 Q215 35 35 35 40Cr

螺纹紧固件及螺纹连接的画法

螺纹连接是是工程上应用得最广泛的连接方式，熟练掌握螺纹连接及其紧固件的画法，是每个机械工程技术人员必有的技能，下面介绍常用螺纹紧固件的标记、画法及其连接画法。 一、常用螺纹紧固件及其标记（GB/T 1237—2000） 螺纹紧固件的类型和结构形式很多，可根据需要从有关标准中查出其尺寸，一般无需画出它们的零件图。表9-5列出了常用的几种紧固件的名称、标准号、型式及标记示例。 二、常用螺纹紧固件的画法 中被广泛应用，在装配图中画它的机会很多，因此必须熟练掌握其画法。绘制螺纹紧固件的方法按尺寸来源不同，分为比例画法和查表画法两种。 1、比例画法 根据螺纹公称直径（d、D），按与其近似比例关系计算出各部份尺寸后作图。 此法作图方便，画连接图常用。图9—19为常用螺栓，和螺母的垫圈的比例画法，图中注明了近似比例关系。螺栓头部和螺母因30倒角而产生截交线，此截交线为双曲线，作图时，常用圆弧近似代替双曲线的投影。 图9-20为三种螺钉头部的比例画法。 2、查表画法 根据紧固件标记，在相应的标准中（见附表2-21~附表2—10）查得各有关尺寸后作图。 例如需绘制下例螺栓，螺母，垫圈的视图，则可从附录有关表格中表查得各主要部分尺寸。（1）螺栓GB/5782—2000 M10×40 直径d=10 六角头对边距s=16 螺纹长度b=26 螺栓头厚度k=6.68 公称长度l=40 六角头对角距E=17.7 (2.) 螺母 GB/T6170一2000 M10

厚度Mmax=8.4 其他尺寸与螺栓头部对应部份相同 (3) 垫圈GB/T97.1-1985 10 外径D=20 内径D=10.5 厚度H=2 根据上述尺寸,即可绘制它们的视图(图9一21)。图中的视图配置，为表达所常用。 三．螺纹紧固件的连接画法 螺纹紧固件的连接形式通常有螺栓连接，螺柱连接和螺钉连接三类。 （一）栓连接 螺栓连接一般适用干两个不太厚并允许钻成通孔的零件连接，如图9一22a。连接前，先在两被连接件上钻出通孔，如图9-22b,通孔直径一般取1.1d(d为螺栓公称直径)；将螺栓从一端插入孔中，如图9-22c;另一端再加上垫圈，拧紧螺母，即完成了螺栓连接，如图9一22d。

弹簧基本知识

弹簧基本知识 -标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

弹簧材料的选择 弹簧材料的选择，应根据弹簧承受载荷的性质、应力状态、应力大小、工作温度、环境介质、使用寿命、对导电导磁的要求、工艺性能、材料来源和价格等因素确定。 在确定材料截面形状和尺寸时，应当优先选用国家标准和部颁标准所规定的系列尺寸，尽量避免选用非标准系列规格的材料。 中、小型弹簧，特别是螺旋拉伸弹簧，应当优先用经过强化处理的钢丝，铅浴等温冷拔钢丝和油淬火回火钢丝，具有较高的强度和良好表面质量，疲劳性能高于普通淬火回火钢丝，加工简单，工艺性好，质量稳定。 碳素弹簧钢丝和琴钢丝冷拔后产生较大的剩余应力，加工弹簧后，存在较大的剩余应力，回火后尺寸变化较大，难以控制尺寸精度。油淬火回火钢丝是在钢丝是在钢丝拉拔到规定尺寸后进行调制强化处理，基本上没有剩余应力存在，成型弹簧后经低温回火，尺寸变化很小，耐热稳定性好于冷拔强化钢丝。 大中型弹簧，对于载荷精度和应力较高的应选用冷拔材或冷拔后磨光钢材。对于载荷精度和应力较低的弹簧，可选用热轧钢材。 钢板弹簧一般选用55Si2Mn、60Si2MnA、55SiMnVB、55SiMnMoV、60CrMn、60CrMnB等牌号的扁钢。螺旋弹簧的材料截面，应优先选用圆形截面。正方形和矩形截面材料，承受能力较强，抗冲击性能好，又可使弹簧小型化，但材料来源少。且价格较高，除特殊需要外，一般尽量不选用这种材料。近年来，研制用圆钢丝轧扁代替梯形钢丝，取得了很好的效果。 在高温下工作的弹簧材料，要求强度有较好的热稳定性、抗松弛或蠕变能力、抗氧化能力、耐一定介质腐蚀能力。 弹簧的工作温度升高，弹簧材料的弹性模量下降，导致刚度下降，承载能力变小。因此，在高温下工作的弹簧必须了解弹性模量的变化率（值），计算弹簧承载能力下降对使用性能的影响。按照GB1239规定，普通螺旋弹簧工作温度超过60℃时，应对切变模量进行修正，其公式为：Gt=KtG 式中G——常温下的弹性模量；Gt——工作温度t下的切变模量；Kt——温度修正系数按表2—98选取。 在低温下使用的弹簧材料，应具有良好的低温韧性。碳素弹簧钢丝、琴钢丝和1Cr18Ni9等奥氏体不锈钢弹簧钢丝、铜合金、镍合金有较好的低温韧性和强度。 在低温下，材料的脆性对表面缺陷十分敏感，因此，对材料表面质量应严格要求。 在低温下，环境介质对材料腐蚀程度比在温室下小得多，而镀镉和镀锌易引起冷脆。 在低温下，材料的弹性模量和膨胀系数变化不大，在设计中可以不考虑。 弹簧钢制作的弹簧，硬度（即强度）的选用应依据弹簧承载性质和应力大小而定。但是，硬度高低与平面应变断裂韧性关系极大。 从曲线关系可以看出，随着硬度增加，平面应变断裂韧性（KIC）值显著下降。这就是说在确定弹簧的硬度硬度值时，应本着在满足弹簧特性要求的前提下，弹簧的硬度值偏低一些好。 弹簧选材时，要注意钢材的淬透性。弹簧材料截面是否淬透以及淬透的程度，对弹簧质量关系极大。 以弹簧本身作导体的电器弹簧或在湿度变化不定的条件下，如水（包括海水）、水蒸气环境中工作的弹簧，一般选用铜和金材料。

弹簧材料的选择

苏州苏阳成型科技有限公司 如何选择弹簧材料 选择弹簧材料时，应考虑其用途、使用条件(载荷性质、大小及循环特性、 工作持续时间、工作温度等)以及加工、热处理和经济性等因素。 为了保障弹簧能够可靠地工作，其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。表20-2列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。实践中应用最广泛的就是弹簧钢，其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。图20-2给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。 弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件，以及加工、热处理和经济性等因素，以便使选择结果与实际要求相吻合。钢是最常用的弹簧材料。当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时，可以采用有色金属。此外，还有用非金属材料制做的弹簧，如橡胶、塑料、软木及空气等。 碳素弹簧钢(如65、70钢)：价格便宜、来源方便，但弹性极限低； 低锰弹簧钢(如65Mn)：淬透性好、强度较高，淬火后易产生裂纹 硅锰弹簧钢(如60Si2MnA)：弹性极限高，回火稳定性好，力学性能良好； 铬钒钢(如50CrV A)：耐疲劳和抗冲击性能好，价格贵，用于要求高的场合。

1.按受力循环次数N不同，弹簧分为三类：Ⅰ类N>10；Ⅱ类N=10～10以及受冲击载荷的场合；Ⅲ类N<10。 2.碳素弹簧钢丝按机械性能不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组，Ⅰ组强度最高，依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ组。 3.弹簧的工作极限应力τlim：Ⅰ类≤1.67[τ]；Ⅱ类≤1.25[τ]；Ⅲ类≤1.12[τ]。 4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。 5.碳素钢丝的切变模量和弹性模量对0.5～4mm直径有效，>4mm取下限。

钢铁材料的许用应力

表1 普通碳钢及优质碳钢构件基本许用应力/MPa 材 料类型材料 标号 截面尺寸 /mm 热处 理 材料性能拉压弯曲扭转剪切 抗拉强度σb 屈服强度σs /MPa ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ σlσlσlστnτnτnτττ 普通碳钢Q215 100 热 扎 σb335～410 σs185～215 145 125 90 175 95 90 60 100 90 60 Q235 σb375～460 σs205～235 160 140 100 190 160 120 105 σσ110 100 70 Q275 σb490～610 σs235～275 175 150 110 210 170 130 115 140 105 120 110 80 优质碳钢20 ≤100 正 火 σb410 σs245 175 145 105 210 165 125 115 105 70 120 105 75 25 σb450 σs275 195 160 115 230 175 135 125 115 75 135 120 80 35 σb530 σs315 210 180 125 250 200 150 135 120 80 145 120 85 调质σb550～750 σs320～370 210 185 130 250 205 155 135 125 85 145 120 85 45 正火σb600 σs355 230 200 145 270 220 170 150 135 90 160 140 95 调质σb630～800 σs370～430 250 215 150 300 235 180 160 150 100 175 150 100 50 ≤25 正火σb630 σs375 250 215 150 300 235 180 160 150 100 175 150 100 ≤100 调质σb＞700 σs＞400 265 235 165 310 260 195 170 155 105 180 160 110

弹簧的材料、选材与制造

弹簧的材料、选材与制造 1 弹簧材料 为了保障弹簧能够可靠地工作，其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。表20-2列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。实践中应用最广泛的就是弹簧钢，其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。图20-2给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。 图20-2 碳素钢丝直径与强度的关系 表20-2 主要弹簧材料及其许用应力

注： 1.按受力循环次数N不同，弹簧分为三类：Ⅰ类N>106；Ⅱ类N=103～105以及受冲击载荷的场合；Ⅲ类N<103。 2.碳素弹簧钢丝按机械性能不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组，Ⅰ组强度最高，依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ组。 3.弹簧的工作极限应力tlim：Ⅰ类￡1.67[t]；Ⅱ类￡1.25[t]；Ⅲ类￡1.12[t]。 4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。 5.碳素钢丝的切变模量和弹性模量对0.5～4mm直径有效，>4mm取下限。 2 材料选择 弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件，以及加工、热处理和经济性等因素，以便使选择结果与实际要求相吻合。钢是最常用的弹簧材料。当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时，可以采用有色金属。此外，还有用非金属材料制做的弹簧，如橡胶、塑料、软木及空气等。 3 弹簧制造 螺旋弹簧的制造工艺过程如下： ①绕制； ②钩环制造； ③端部的制作与精加工； ④热处理； ⑤工艺试验等，对于重要的弹簧还要进行强压处理。 弹簧的绕制方法分冷卷法与热卷法两种。

弹簧的选型于校核

弹簧的选型于校核 弹簧承载一人和滑板的重量 取人重量为100kg 滑板重量为2kg 一共四根弹簧 所以每根弹簧载荷为229.5N 1. 选择弹簧材料及许用应力 因为弹簧在一般载荷下工作，可按照第三类弹簧来考虑，选择C 级碳素弹簧钢丝。初估算弹簧丝直径为d=4mm 。查机械设计表2-2和表2-3可知[]0.5,1520T B B Mpa τσσ==，于是[]T τ=760Mpa 2. 计算弹簧丝直径 d 根据给定条件选定 C=10，并根据式 0.615411.14544 C K C C -=+=- []max 1.6 3.07T KCF d mm τ== 取离3.07最近的标准值 3.2mm 210 3.232D c d m m ==?= D=232 3.235.2D d mm +=+= 3. 计算弹簧的有效工作圈数n 查表 20.2得 G=80000Mpa 并计算弹簧工作圈数为 4433280000 3.2708.48824532 Gd n FD λ??===?? 取弹簧n=9 4验算载荷与变形 最小载荷与最大载荷相应的变形量为 33m i n 2m i n 44 8820329 5.62580000 3.2F D n Gd λ???===? 33m a x 2m a x 448825032970.3180000 3.2 F D n mm Gd λ???===? 弹簧的行程为 0max min λλλ=-=64.69mm []min 1.12 1.12760851.2T Mpa ττ==?= 22min min 3.14 3.2851.2298.7988 1.14510d F N KC πτ??===?? 与之相应的变形量为 33l i m 2l i m 44 88298.793298480000 3.2F D n mm Gd λ???===?

弹簧基本知识

弹簧材料的选择 弹簧材料的选择，应根据弹簧承受载荷的性质、应力状态、应力大小、工作温度、环境介质、使用寿命、对导电导磁的要求、工艺性能、材料来源和价格等因素确定。 在确定材料截面形状和尺寸时，应当优先选用国家标准和部颁标准所规定的系列尺寸，尽量避免选用非标准系列规格的材料。 中、小型弹簧，特别是螺旋拉伸弹簧，应当优先用经过强化处理的钢丝，铅浴等温冷拔钢丝和油淬火回火钢丝，具有较高的强度和良好表面质量，疲劳性能高于普通淬火回火钢丝，加工简单，工艺性好，质量稳定。 碳素弹簧钢丝和琴钢丝冷拔后产生较大的剩余应力，加工弹簧后，存在较大的剩余应力，回火后尺寸变化较大，难以控制尺寸精度。油淬火回火钢丝是在钢丝是在钢丝拉拔到规定尺寸后进行调制强化处理，基本上没有剩余应力存在，成型弹簧后经低温回火，尺寸变化很小，耐热稳定性好于冷拔强化钢丝。 大中型弹簧，对于载荷精度和应力较高的应选用冷拔材或冷拔后磨光钢材。对于载荷精度和应力较低的弹簧，可选用热轧钢材。 钢板弹簧一般选用55Si2Mn、60Si2MnA、55SiMnVB、55SiMnMoV、60CrMn、60CrMnB 等牌号的扁钢。螺旋弹簧的材料截面，应优先选用圆形截面。正方形和矩形截面材料，承受能力较强，抗冲击性能好，又可使弹簧小型化，但材料来源少。且价格较高，除特殊需要外，一般尽量不选用这种材料。近年来，研制用圆钢丝轧扁代替梯形钢丝，取得了很好的效果。 在高温下工作的弹簧材料，要求强度有较好的热稳定性、抗松弛或蠕变能力、抗氧化能力、耐一定介质腐蚀能力。 弹簧的工作温度升高，弹簧材料的弹性模量下降，导致刚度下降，承载能力变小。因此，在高温下工作的弹簧必须了解弹性模量的变化率（值），计算弹簧承载能力下降对使用性能的影响。按照GB1239规定，普通螺旋弹簧工作温度超过60℃时，应对切变模量进行修正，其公式为：Gt=KtG 式中G——常温下的弹性模量；Gt——工作温度t下的切变模量；Kt——温度修正系数按表2—98选取。 在低温下使用的弹簧材料，应具有良好的低温韧性。碳素弹簧钢丝、琴钢丝和1Cr18Ni9等奥氏体不锈钢弹簧钢丝、铜合金、镍合金有较好的低温韧性和强度。 在低温下，材料的脆性对表面缺陷十分敏感，因此，对材料表面质量应严格要求。 在低温下，环境介质对材料腐蚀程度比在温室下小得多，而镀镉和镀锌易引起冷脆。 在低温下，材料的弹性模量和膨胀系数变化不大，在设计中可以不考虑。 弹簧钢制作的弹簧，硬度（即强度）的选用应依据弹簧承载性质和应力大小而定。但是，硬度高低与平面应变断裂韧性关系极大。 从曲线关系可以看出，随着硬度增加，平面应变断裂韧性（KIC）值显著下降。这就是说在确定弹簧的硬度硬度值时，应本着在满足弹簧特性要求的前提下，弹簧的硬度值偏低一些好。弹簧选材时，要注意钢材的淬透性。弹簧材料截面是否淬透以及淬透的程度，对弹簧质量关系极大。 以弹簧本身作导体的电器弹簧或在湿度变化不定的条件下，如水（包括海水）、水蒸气环境中工作的弹簧，一般选用铜和金材料。

SESA0302001螺栓紧固力矩规范标准

目次 1 总则 1.1 范围 1.2 引用标准 2 计算方法 2.1 一般要求 2.2 计算步骤 附录A法兰螺栓紧固力矩的计算实例 附录B常用的法兰螺栓紧固力矩 1 总则 1.1 范围 1.1.1 本标准规定了法兰螺栓紧固力矩的计算方法。 1.1.2 本标准适用于设计压力不大于35 MPa、钢材的使用温度在允许范围之内的法兰螺栓紧固力矩的计算。 1.2 引用标准 使用本标准时。应使用下列标准最新版本。 GB 150 《钢制压力容器》。 GB/T 196 《普通螺纹基本尺寸（直径1～600 mm）》。

2 计算方法 2.1 一般要求 2.1.1 本标准考虑了流体静压力及垫片压紧力的作用，未考虑外力、外力矩的作用。 2.1.2 法兰螺栓紧固力矩是指为避免操作状态下法兰泄漏，在法兰安装时扭紧螺栓所需的扭力矩。该扭力矩在避免法兰泄漏的同时, 不致造成垫片损坏、法兰永久变形和螺栓屈服。由于理论计算模型不可能与实际情况完全吻合，因此本标准的法兰螺栓紧固力矩数值只作为施工中的参考，在操作状态仍需考虑进行热紧。 2.2 计算步骤 2.2.1 垫片基本密封宽度b 0 根据垫片型式及尺寸，按表2.2.1确定垫片基本密封宽度b 0（mm ）。 2.2.2 垫片有效密封宽度b 垫片有效密封宽度b （mm ）按以下规定计算： a) 当b 0≤6.4 mm 时，b ＝b 0； b) 当b 0＞6.4 mm 时，b ＝2.530b 。 2.2.3 垫片压紧力作用中心圆直径D G 2.2. 3.1 对于活套法兰，垫片压紧力作用中心圆直径D G （mm ）即为法兰与翻边接触面的平均直径。 2.2. 3.2 对于其他型式的法兰，按下述规定计算D G （mm ）： a) 当b 0≤6.4 mm 时，D G 等于垫片接触面的平均直径； b) 当b 0＞6.4 mm 时，D G 等于垫片接触面外直径减2b 。 2.2.4 操作状态下内压力引起的螺栓总轴向力按式（2.2.4）计算： （2.2.4） 式中： F ——操作状态下内压力引起的螺栓总轴向力，N ； P ——设计压力，MPa 。 2.2.5 操作状态下需要的最小垫片压紧力按式（2.2.5）计算： F P ＝2π?D G ?b ?m ?P （2.2.5） 式中： F P ——操作状态下需要的最小垫片压紧力，N ； m ——垫片系数，由表2.2.5查得。 表2.2.1 垫片基本密度宽度 P D F ??= 2 G 4 π

螺纹连接件

课题螺纹连接件 教学 目标了解螺纹、螺纹连接的基本类型及标准连接件、螺纹连接的预紧和防松。 教学 重点螺纹、螺纹连接的基本类型及标准连接件、螺纹连接的预紧和防松。 教学 难点 螺纹的代号与标记 教具 准备 各种螺纹实物 课时 安排 4学时 教学过程及方法设计 第二次 备课 一、螺纹 1、螺纹的形成 （1）螺旋线螺旋线是沿着圆柱或圆锥表面运动的点的轨迹，该点 的轴向位移和相应的角位移成定比。 （2）螺纹螺纹是在圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线所形成的具有规 定牙型的连续凸起部份。 2、螺纹的主要参数 (1)大径(d、D)——螺纹的最大直径。对外螺纹是牙顶圆柱直径(d)， 对内螺纹是牙底圆柱直径(D)。标准规定大径为螺纹的公称直径。 (2)小径(d 1 、D 1 )——螺纹的最小直径。对外螺纹是牙底圆柱直径(d 1 )， 对内螺纹是牙顶圆柱直径(D 1 )。 (3)中径(d 2 、D 2 )——处于大径和小径之间的一个假想圆柱直径，该圆 柱的母线位于牙型上凸起(牙)和沟槽(牙间)宽度相等处。此假想圆柱称为 中径圆柱。 (4)螺距(P)——在中径线上，相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向

4、螺纹的类型、特点 （1）按线数分： 单线螺纹、双线螺纹和三线螺 纹。 单线螺纹主要用于联接，多线 螺纹主要用于传动。 （2）按螺旋线绕行方向又有右旋螺纹和左旋螺纹之分。通常采用右旋螺纹，左旋螺纹仅用于有特殊要求的场合。 （3）按位置分：螺纹有外螺纹和内螺纹之分。 普通螺纹又有粗牙和细牙两种。公称直径相同时，细牙螺纹的螺距小，升角小，自锁性好，螺杆强度较高，适用于受冲击、振动和变载荷的联接以及薄壁零件的联接。细牙螺纹比粗牙螺纹的耐磨性差，不宜经常拆卸，故生产实践中广泛使用粗牙螺纹。 二、螺纹的应用 螺纹在机械中的应用主要是有连接和传动。因此，按其用途分可分成连接螺纹和传动螺纹两大类。 1.连接螺纹 内、外螺纹相互旋合形成的连接称为螺纹副。 连接螺纹的牙型多为三角形，而且多用单线螺纹。因为三角形螺纹的摩擦力大，强度高，自锁性能好。 应用最广泛的是普通螺纹，其牙型角为60○，同一直径按螺距大小可分为粗牙和细牙两类。 2、螺纹连接的基本类型及标准连接件 （1）螺纹连接的基本类型：螺栓连接、双头螺栓连接、螺钉和紧定螺钉连接。 （2）标准螺纹连接件：螺栓、双头螺柱、六角螺母、垫圈、螺钉、紧定螺钉。 三、螺纹连接的预紧与防松 常用防松的方法：摩擦防松、机械防松、不可拆防松。 板书设计：

弹簧常用材料及其许用应力

表1 弹簧常用材料及其许用应力?表2弹簧钢丝的拉伸强度极限σＢ(MPａ)?表３常用旋绕比C值?表４普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列 表５导杆（导套)与弹簧间的间隙?表６通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸 注：①弹簧按载荷性质分为三类: I类一受变载荷作用次数在106以上的弹簧; IＩ类一受变载荷作用次数在10３~105及冲击载荷的弹簧； III类一受变载荷作用次数在103下的弹簧。 ②碳素弹簧钢丝的组别见表2。 ③弹簧材料的拉伸强度极限，查表２。

注：表中σB均为下限值。

1.1~2．２ 7~144～9 注:1)本表适用于压缩,拉伸和扭转的圆截面弹簧丝的圆柱螺旋弹簧。 2)应优先采用第一系列。括号内尺寸只限于老产品采用。 3）拉伸弹簧有效圈数除去表中规定外,由于两勾环相对位置不同，其尾数还０.25,0.５,0．75

螺旋角 αα=arctg(p/πD2） 对压缩螺旋弹簧,推荐α= ５°～9° 质量ｍs ms=γ为材料的密度,对各种钢，γ=7７0０ｋｇ／；对铍青铜，γ=８100kg/ 2）节距p； 3）螺旋升角α:。对圆柱螺旋压缩弹簧一般应在5°~9°范围内选取。?弹簧的旋向可以是右旋或左旋,无特殊要求时,一般都用右旋。 二、普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸 参数名称及代号 计算公式 备注压缩弹簧拉伸弹簧 中径D2D2=Ｃd按表4取标准值内径D1D１=Ｄ2-ｄ

外径DＤ＝Ｄ2+d 旋绕比CＣ=D２／d 压缩弹簧长细比ｂb=H０／D2ｂ在１~5.3的范围内选取 自由高度或长度H0Ｈ0≈pn+(１.５～2)d （两端并紧,磨平） H0≈pn+（3～3.5)ｄ （两端并紧,不磨平) H0=nd+钩环轴向长度 工作高度或长度 Ｈ1,Ｈ2，…,Hｎ Hn=H０-λｎH n=H0+λnλn－-工作变形量有效圈数n根据所要求的变形量计算n≥２ 总圈数n1 ｎ１=n+(2～2.5)(冷卷) ｎ1＝n+(１．5～2) (YII型热 卷） n1=n 拉伸弹簧n1尾数为1/4，１/2， ３／４整圈。推荐用1／2圈 节距pｐ＝（0.２8~0.5)D2ｐ＝d 轴向间距δδ＝ｐ-d 展开长度L L=πD２n１／coｓαL≈πＤ2n＋钩环展开长度 螺旋角αα=arｃtｇ（p/πD2) 对压缩螺旋弹簧，推荐 α=5°～9° 质量mｓ ms=γ为材料的密度,对各种钢,γ=７700kg／;对铍青铜,γ= ８1０0kg/

螺纹连接件的材料和许用应力

机械设计基础课程教案 授课时间第14 周周第 28 节课次 2 授课方式（请打√）理论课□讨论课□实验课□习题课□ 其他□ 课时 安排 2 授课题目：螺栓组连接 1.螺纹连接件的材料和许用应力 2.提高螺栓联接强度的措施 3.滑动螺旋传动简介螺纹联接的预紧和防松 主要教学方法与手段教学方法： 教学手段：多媒体教学，结合工程实际分组讨论 本课次教学目的、要求： 1.熟悉螺纹连接件的材料和许用应力 2.了解提高螺纹联接强度的常用措施和螺旋传动的设计 教学重点及难点： 重点：提高螺栓联接强度的措施。 难点：提高螺栓联接强度的措施。 教学基本内容及过程 一、螺纹连接件的材料和许用应力 1、螺纹连接件的材料 一般条件下，螺纹连接件的常用材料为低碳钢和中碳钢，如Q215、Q235、15、35和45钢，受冲击、振动和变载荷作用的螺纹连接件可采用合金钢，如15Cr、40Cr、30CrMnSi和15CrVB等；有腐蚀、防磁、导电、耐高温等特殊要求时采用1Cr13、2Cr!3、CrNi2等。螺纹连接件的常用材料的力学性能见表7－7。 2、螺纹连接的许用应力 螺纹连接的许用应力见表7－8。 二、提高螺栓联接强度的措施 1、改善螺纹牙间载荷分布不均状况 a) 悬置螺母——强度↑40%（母也受拉，与螺栓变形协调，使载荷分布均匀）

b) 环槽螺母——强度↑30%（螺母接近支承面处受拉） c) 内斜螺母——强度↑20%（接触圈减少，载荷上移） d) （b ）(c)结合螺母——强度↑40% e) 不同材料匹配——强度↑40% 2、降低螺栓应力幅（a ） 3、减小应力集中 螺纹牙根、收尾、螺栓头部与螺栓杆的过渡处等均可能产生应力集中。 1）加大过渡处圆角 2）改用退刀槽↑20~40%（螺纹收尾处） 3）卸载槽 4）卸载过渡结构。 4、采用合理的制造工艺 1）用挤压法（滚压法）制造螺栓，疲劳强度↑30~40% 2）冷作硬化，表层有残余应力（压）、氰化、氮化、喷丸等。可提高疲劳强度 3）热处理后再进行滚压螺纹，效果更佳，强度↑70~100%，此法具有优质、高产、低消耗功能。 4）控制单个螺距误差和螺距累积误差。 三、 滑动螺旋传动简介 螺旋传动是利用由螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的，主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力的场合。 1、螺旋传动的类型 1）传力螺旋——举重器、千斤顶、加压螺旋。特点：低速、间歇工作，传递轴向力大、自锁 2）传导螺旋——机床进给汇杠—传递运动和动力，特点：速度高、连续工作、精度高 3）调整螺旋——机床、仪器及测试装置中的微调螺旋。其特点是受力较小且不经常转动 按摩擦副的性质分： 1）滑动螺旋：构造简单、传动比大，承载能力高，加工方便、传动平稳、工作可靠、易于自锁。