第18章 课后习题答案
18-1解 1）弹簧丝最大剪应力取 荷性质查教材
表18-1得
；由弹簧丝直径
查教材表18-2得
由式（ 18-2）可解得最大工作载荷
。故
时对应着最大工作载荷
由弹簧的材料、载
将
，及由教材图18-6查得
代入上式，得
在 作用下的变形量
即为最大变形量，由式（18-4）得
2）采用端部磨平结构时，设两端各有3/4圈并紧，其有效圈数为
圈
则其并紧高度
将 代入自由高度计算式，得其自由高度
3）验算稳定性
符合稳定性要求。
18-2解 （ 1）初选弹簧丝直径 根据对结构尺寸的限制条件，此弹簧的内径应
，弹簧外径应
，故弹簧丝直径
，初选
（ 2）确定许用应力 弹簧用碳素钢丝
组制造，承受冲击载荷，由教材表18-1、表18-2查得
（ 3）确定弹簧丝直径 由式（ 18-2）可解得
因 得
，将各值 代入上式，得
，取 ，则 ，查教材图18-6
说明取
的碳素钢丝满足强度要求。
（ 4）确定弹簧有效圈数 由式（ 18-5）得
将弹簧的刚度 代入上式，得
圈，取
（ 5）计算弹簧的其他尺寸 弹簧内径： 弹簧外径：
圈
弹簧间距： 弹簧节距：
，
螺旋升角：
弹簧总圈数： 两端各并紧 3/4圈磨平，则 圈
弹簧丝的展开长度： 自由高度：
安装高度：
（ 6）验算弹簧的稳定性
符合稳定性要求。
18-3解 1）弹簧储存的变形能为：
由题意可知
，
，
，代入上式可得
则弹簧刚度：
2）由
，查教材表18-1得
代入式（18-2）得
说明此弹簧的强度足够。 3）弹簧的有效圈数：
圈
18-4解 1）由弹簧的材料、载荷性质查教材表18-1得
弹簧中径
，且
由旋绕比 则极限载荷
，查教材表18-1得
由于
，所以在最大工作载荷 作用时弹簧不会拉断。
2）由式（18-5）得弹簧刚度
则弹簧的工作行程
18-5解 1）计算初拉力 由弹簧的刚度公式可得
将已知数据代入上式：
得：
2）因两根弹簧的尺寸完全相同，故其刚度也完全相同
没有初拉力的弹簧在
时的伸长量：
故此时弹簧高度
18-6解 （1）初选弹簧丝直径
。
（ 2）确定材料的许用应力
由题意知弹簧材料为碳素弹簧，载荷性质为静载，按Ⅲ类载荷计算，查教材表 18-1及表18-2得
（ 3）初估弹簧中径
（ 4）根据弹簧强度确定弹簧丝直径 由式（ 18-2）可解得
，由弹簧中径标准系列可取 。
由 ，查教材图18-6得 ，将各值代入上式得
说明取
的碳素钢丝满足强度要求。
（ 5）确定弹簧有效圈数 由式（ 18-5）得
将弹簧的刚度 代入上式，得
圈
（ 5）计算弹簧的其他尺寸 弹簧内径： 弹簧外径：
弹簧间距： 弹簧节距：
，取
螺旋升角：
弹簧总圈数： 两端各并紧 3/4圈磨平,则
（在5°～9°之间）
圈
弹簧丝的展开长度： 自由高度：
第18章课后习题答案
