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弹簧设计要点有哪些?

发布时间:2020-03-04 10:29:59 浏览:171次

弹簧设计方案的每日任务是要明确弹簧丝直徑d、工作圈数n及其其他几何图形规格,促使能考虑抗压强度约束力、弯曲刚度约束力及可靠性约束条件,进一步地还规定相对的设计方案指标值(如容积、净重、震动可靠性等)做到*好是。弹簧厂家介绍实际设计方案流程为:先依据工作中标准、规定等,试选弹簧原材料、弹簧指数值C。因为sb与d相关,因此通常也要事前假设弹簧丝的直徑d。接下去测算d、n的值及相对的其他几何图形规格,假如个人所得結果与设计方案标准不符,左右全过程要反复开展。直至求取考虑全部约束条件的解即是本难题的一个可行计划方案。具体难题中,可行计划方案不是*的,通常必须从好几个可行计划方案中求取较好解。

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例12-1设计方案一圆柱型螺旋式缩小弹簧,簧丝模型为环形。己知*少载荷Fmin=200N,较大载荷Fmax=500N,工作中行程安排h=10mm,弹簧Ⅱ类工作中,规定弹簧直径不超出28mm,*端并紧磨去。

解:

试算(一):

(1)挑选弹簧原材料和许用应力。采用C级炭素弹簧不锈钢丝。

依据直径规定,初审C=7,由C=D2/d=(D-d)/d得d=3.5mm,由表1查出来sb=1570MPa,由表2知:[t]=0.41sb=644MPa。

(2)测算弹簧丝直徑d

由式得K=1.21

由式得d≥4.1mm

由此可见,d=3.5mm的初算值不符合抗压强度约束条件,应再次测算。

试算(二):

(1)挑选弹簧原材料跟上面一样。为获得很大的I>d值,选C=5.3。

仍由C=(D-d)/d,得d=4.4mm。

查表1得sb=1520MPa,由表2知[t]=0.41sb=623MPa。

(2)测算弹簧丝直徑d

由式得K=1.29

由式得d≥3.7mm。

所知:I>d=4.4mm考虑抗压强度约束条件。

(3)测算合理工作圈数n

由图1明确形变量λmax:λmax=16.7mm。

查表2,G=79000N/mm2,

由式得n=9.75

取n=10,考虑到两边各并紧一圈,则总圈数n1=n+2=12。到此,获得了一个考虑抗压强度与弯曲刚度约束条件的可行计划方案,但考虑到进一步降低弹簧尺寸与净重,再度开展试算。

试算(三):

(1)仍选左右弹簧原材料,取C=6,求取K=1.253,d=4mm,查表1,得sb=1520MPa,[t]=0.41sb=623MPa。

(2)测算弹簧丝直徑。得d≥3.91mm。知d=4mm考虑抗压强度标准。

(3)测算合理工作圈数n。由试算(二)知,λmax=16.7mm,G=79000N/mm2

由式得n=6.11

取n=6.5圈,仍参照两边各并紧一圈,n1=n+2=8.5。

这一数值即考虑抗压强度与弯曲刚度约束条件,从尺寸和净重看来,也是一个较好的解,可将这一解基本明确出来,下列再测算其他规格并且做好可靠性强度校核。

(4)明确形变量λmax、λmin、λlim和具体*少载荷Fmin

弹簧的極限载荷为:

由于工作圈数由6.11改成6.5,故弹簧的形变量和*少载荷也相对有一定的转变。

由式得:

λmin=λmax-h=(17.77-10)mm=7.77mm

(5)求弹簧的节径p、随意高宽比H0、螺旋式升角γ和簧丝进行长短L

在Fmax功效下邻近几圈的间隔δ≥0.1d=0.4mm,取δ=0.5mm,则无载荷功效下弹簧的节径为

p=d+λmax/n+δ1=(4+17.77/6.5+0.5)mm=7.23mm

p基础合乎在(1/2~1/3)D2的要求范畴。

内孔并紧磨去的弹簧随意高宽比为

取指标值H0=52mm。

无载荷功效下弹簧的螺旋式升角为

基础考虑γ=5°~9°的范畴。

弹簧簧丝的进行长短

(6)可靠性测算

b=H0/D2=52/24=2.17

选用两边固定不动橡胶支座,b=2.17<5.3,故不容易失衡。

(7)绘图弹簧特点线和*件工作中图。