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圆柱螺旋拉伸弹簧的设计计算doc

[编辑:永太净化设备经营部] [时间:2024-02-03]

  必须注意,钢丝的许用应力决定于其e,而@是随着钢丝的直径变化的,又因[T是按估取的d值查得e的H计算得来的,所以此时试算所得的d 值,必须与原来估取的d值相比较,如果两者相等或很接近,即可按标准圆整为邻近的标准弹簧钢丝直径d,并按D2=Cd以求出;如果两者相差较大,则应

  参考计算结果重估d值,再查其而计算[T,代入上式进行试算,直至满意后才能计算D2.计算出的D2,值也要按表普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列进行圆整。

  6)求出弹簧的尺寸D、Di、Ho,并检查其是否符合安装要求等。如不符合,则应改选有关参数(例如C

  为了简化计算,通常在上式中取12C~2(因为当C=4〜16时,2C»I,实质上即为略去了t),由

  于弹簧丝升角和曲率的影响,弹簧丝截面中的应力分布将如图<圆柱螺旋压缩弹簧的受力及应力分析>c

  要的力愈大,贝U弹簧的弹力就愈大。但影响弹簧刚度的因素很多,由于kp与C的三次方成反比,即C

  值对kp的影响很大。所以,合理地选择C值就能控制弹簧的弹力。另外,kp还和G、d、n有关。在调整弹簧刚度时,应综合考虑这些因素的影响。

  弹簧的静载荷是指载荷不随时间变化,或虽有变化但变化平稳,且总的重复次数不超过山次的交变载荷或脉动载荷而言。在这些情况下,弹簧是按静载强度来设计的。

  G—弹簧材料的切变模量,见前一节表<弹簧常用材料及其许用应力>。如以Pmax代替P则最大轴向变形量为:

  拉伸弹簧的初拉力(或初应力)取决于材料、弹簧丝直径、弹簧旋绕比和加工方法。

  用不需淬火的弹簧钢丝制成的拉伸弹簧,均有一定的初拉力。如不需要初拉力时,各圈间应有间隙

  7)验算稳定性。对于压缩弹簧,如其长度较大时,则受力后容易失去稳定性(如下图a),这在工作中

  是不允许的。为了便于制造及避免失稳现象,建议一般压缩弹簧的长细比b=H°/D2按下列情况选取:

  中的粗实线所示。由图可知,最大应力产生在弹簧丝截面内侧的m点。实践证明,弹簧的破坏也大多由

  这点开始。为了考虑弹簧丝的升角和曲率对弹簧丝中应力的影响,现引进一个补偿系数K(或称曲度系

  圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧受载后的轴向变形量入可根据材料力学关于圆柱螺旋弹簧变形量的公式求

  圆柱螺旋弹簧受压或受拉时,弹簧丝的受力情况是完全一样的。现就下图<圆柱螺旋压缩弹簧的受力及应力分析〉所示的圆形截面弹簧丝的压缩弹簧承受轴向载荷P的情况进行分析。

  由图<圆柱螺旋压缩弹簧的受力及应力分析a>(图中弹簧下部断去,末示出)可知,由于弹簧丝具有升

  角a故在通过弹簧轴线的截面上,弹簧丝的截面A-A呈椭圆形,该截面上作用着力F及扭矩一因而在弹簧丝的法向截面B-B上则作用有横向力Fcosa轴向力Fsina弯矩M=Tsina及扭矩Tx=

  及应力分析b>),则截面B-B上的应力(下图<圆柱螺旋压缩弹簧的受力及应力分析c>)可近似地取为

  在设计时,通常是根据弹簧的最大载荷、最大变形、以及结构要求(例如安装空间对弹簧尺寸的限制)等来决定弹簧丝直径、弹簧中径、工作圈数、弹簧的螺旋升角和长度等。

  选择旋绕比C,通常可取C-5-8(极限状态时不小于4或超过16),并算出补偿系数K值。

  经淬火的弹簧,没有初拉力。当选取初拉力时,推荐初应力T值在下图的阴影区内选取。

  弹簧刚度是表征弹簧性能的主要参数之一。它表示使弹簧产生单位变形时所需的力,刚度愈大,需

  式中C=D2/d称为旋绕比(或弹簧指数)。为了使弹簧本身较为稳定,不致颤动和过软,C值不能太大;但为避免卷绕时弹簧丝受到强烈弯曲,C值又不应太小。C值的范围为4〜16(表<常用旋绕比C值>),常用值为5〜&

  8)进行弹簧的结构设计。如对拉伸弹簧确定其钩环类型等,并按表<普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的

  女口FmaxFc时,要重新选取参数,改变b值,提高Fc值,使其大于Fmax值,以保证弹簧的稳定性。如条件受到限制而不能改变参数时,则应加装导杆(如上图b)或导套(如上图C)。导杆(导套)与弹簧间的间隙c值(直径差)按下表(导杆(导套)与弹簧间的间隙表)的规定选取。