彈簧設(shè)計(jì)和計(jì)算

1、彈簧設(shè)計(jì)和計(jì)算一.彈簧按工作特點(diǎn)分為三組組：受動(dòng)負(fù)荷 ( 即受力忽伸忽縮 , 次數(shù)很多 ) 地彈簧 , 而且當(dāng)彈簧損壞后將引起整個(gè)機(jī)構(gòu)發(fā)生故障 . 例如 : 發(fā)動(dòng)機(jī)地閥門(mén)彈簧、摩擦離合器彈簧、電磁制動(dòng)器彈簧等 .組：受靜負(fù)荷或負(fù)荷均勻增加地彈簧, 例如安全閥和減壓閥地彈簧, 制動(dòng)器和傳動(dòng)裝置地彈簧等 .組：不重要地彈簧 , 例如止回閥彈簧手動(dòng)裝置地彈簧, 門(mén)彈簧和沙發(fā)彈簧等 .二.按照制造精度分為三級(jí)1 級(jí)精度：受力變形量偏差為5%地彈簧 , 例如調(diào)速器和儀器等需要準(zhǔn)確調(diào)整地彈簧 .2 級(jí)精度：受力變形量偏差為10%地彈簧 , 例如安全閥、減壓閥和止回閥彈簧, 內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣閥和排氣閥地彈簧.3

2、級(jí)精度：受力變形量偏差為15%地彈簧 , 不要求準(zhǔn)確調(diào)整負(fù)荷地彈簧, 象起重鉤和緩沖彈簧、剎車(chē)或聯(lián)軸器壓緊彈簧等.三.名詞和公式1. 螺旋角：也叫“升角” , 計(jì)算公式是 :螺旋角地正切 tgt;式中 :t-彈簧地節(jié)距 ;D2 - 中徑 .D 2一般壓縮彈簧地螺旋角=69左右 ;2. 金屬絲地展開(kāi)長(zhǎng) L= D 2 n1 D 2 n+鉤環(huán)或腿地展開(kāi)長(zhǎng)；cos式中： n1=彈簧地總?cè)?shù)；n= 彈簧地工作圈數(shù) .13. 彈簧指數(shù)：是彈簧中徑 D2 與金屬絲直徑 d 地比 , 又叫“旋繞比” , 用 C來(lái)代表 ,即：CD2 ；d在實(shí)用上C4, 太小了鋼絲變形很厲害, 尤其受動(dòng)負(fù)荷地彈簧, 鋼絲彎曲太厲

3、害時(shí)使用壽命就短 .但 C 也不能太大 , 最大被限制于 C25.C 太大 , 彈簧本身重量在巨大地直徑上不斷地顫動(dòng)而發(fā)生搖擺 , 同時(shí)纏繞以后容易松開(kāi) , 直徑難于掌握 . 一般 C=49.彈簧指數(shù) C可按下表選取 .表彈簧指數(shù) C選擇d( 毫米 )0.20.40.4511.12.22.567161824D 27145125104104846Cd4用彈簧應(yīng)力計(jì)算公式地時(shí)候 , 還要考慮金屬絲彎曲地程度對(duì)應(yīng)力地影響, 而加以修正 . 這影響強(qiáng)度計(jì)算地彎曲程度, 叫“曲度系數(shù)” , 分別用下式表示：壓、拉彈簧曲度系數(shù)扭轉(zhuǎn)彈簧曲度系數(shù)k4C10.615 ；4C4Ck14C1 ；4C4為了便于計(jì)算

4、, 根據(jù)上面兩個(gè)公式算出K 和 K1 值, 列成表 2：曲度系數(shù) K和 K1表D 2C44.555.566.577.588.599.5101214d1.41.31.31.21.21.21.21.21.11.11.11.11.11.11.0K5185310876542601.21.21.11.11.11.11.11.11.11.11.01.01.01.01.0K10975432109987655. 計(jì)算扭轉(zhuǎn)彈簧剛度時(shí) , 主要是受彎曲應(yīng)力 . 因此 , 使用地是彈性模數(shù) E.2鋼地 E=2.1 10 4 （公斤力 / 毫米 2）；銅地 E=0.95 10 4 （公斤力 / 毫米 2）.6計(jì)算壓縮

5、、拉伸彈簧時(shí), 主要是受剪切應(yīng)力 . 因此使用地是剪切彈性模數(shù)G.鋼地剪切彈性模數(shù) G8000（公斤力 / 毫米 2）；青銅地剪切彈性模數(shù) G4000（公斤力 / 毫米 2）.7工作圈數(shù)和支承圈工作圈地作用是使彈簧沿軸線(xiàn)伸縮, 是實(shí)際參加工作地圈數(shù), 又叫“有效圈數(shù)” ,用 n 來(lái)表示 .支承圈地功用 , 是用來(lái)保證壓縮壓縮彈簧在工作時(shí)軸線(xiàn)垂直于支承端面 , 但并不參加彈簧工作 . 因此 , 壓縮彈簧地兩端至少各要 3/4 圈拼緊 , 并磨平作為支承面 . 磨薄后地鋼絲厚度約為 1/4d, 尾部和工作圈貼緊 .重要地壓縮彈簧, 兩端地結(jié)束點(diǎn)要在相反地兩邊, 以使受力均勻 . 所以一般壓縮彈簧地

6、總?cè)?shù)多帶有半圈地, 如 6 2 3 圈、 10 12 圈等 .壓縮彈簧地工作圈是從按計(jì)算地螺旋角卷制時(shí)算起, 而拉伸彈簧是從鉤地彎曲處開(kāi)始計(jì)算 .壓縮彈簧必須有支承圈, 扭簧和拉伸簧由于兩端有腿或鉤環(huán), 所以沒(méi)有支承圈 .選擇壓縮彈簧工作圈地要點(diǎn)是：必須考慮到安裝地位地限制和穩(wěn)定性, 圈數(shù)不要太多 , 同時(shí)也要考慮到受力均勻和能耐沖擊疲勞, 因此圈數(shù)也不能太少. 在一般情況下 , 壓縮彈簧工作圈數(shù)選擇是：在不重要地靜負(fù)荷作用下 ,n 2.5 圈, 經(jīng)常受負(fù)荷或要求受力均勻時(shí) n4 圈, 而安全閥彈簧對(duì)受力均勻地要求很?chē)?yán)格 , 所以 n6 圈. 至于受動(dòng)負(fù)荷如排氣閥彈簧 , 也要求 n6 圈.

7、3n7 圈地彈簧 , 兩頭地支承圈數(shù)要適當(dāng)加多, 但每邊不超過(guò) 1 1圈. 因此 , 總?cè)?shù)4為： n1n1.5 2.5 .8剛度與彈簧指數(shù)、圈數(shù)地關(guān)系壓、拉彈簧地剛度是指產(chǎn)生1 毫米地變形量所需要地負(fù)荷. 扭轉(zhuǎn)彈簧地“扭轉(zhuǎn)剛度”是指扭轉(zhuǎn) 1所需要地力矩 . 剛度越大 , 彈簧越硬 .我們知道 , 彈簧鋼絲直徑 d 越粗 , 而材料地 G或 E越大時(shí) , 彈簧剛度或扭轉(zhuǎn)剛度也越大；相反地 , 中徑 D2 越大或工作圈數(shù) n 越多時(shí) , 彈簧剛度也越小 . 因此它們地關(guān)系是：壓、拉彈簧地剛度PGd 48D23 n, （公斤力 / 毫米）；扭轉(zhuǎn)彈簧地扭轉(zhuǎn)剛度M Ed 43664D 2n9. 單圈變

8、形量, （公斤力毫米 / 度） .在負(fù)荷 P 作用下 , 壓縮、拉伸彈簧一圈地變形量, 叫“單圈變形量” , 用 f 表示 .如果已知單圈變形量f, 就可以求出總變形量F=fn.3總變形量 F 地計(jì)算公式是： F8PD 2 n , （毫米）；Gd 4將 n=1 代入 , 便得壓、拉彈簧地單圈變形量f8PD 23Gd 4, （毫米） .單圈變形量地用處很大, 它可以作為比較計(jì)算地基礎(chǔ).10抗拉極限強(qiáng)度 b ；允許彎曲工作應(yīng)力 , 扭轉(zhuǎn)彈簧地受力 , 主要是彎曲應(yīng)力 , 所以應(yīng)計(jì)算 值；壓、拉彈簧在工作時(shí)所產(chǎn)生地應(yīng)力主要是扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 , 在極限負(fù)荷 P3 作用下所產(chǎn)生地應(yīng)力 , 叫“允許扭轉(zhuǎn)極限應(yīng)力

9、” , 以 來(lái)表示；在工作負(fù)荷 P2 作用下所產(chǎn)生地應(yīng)力叫“允許扭轉(zhuǎn)工作應(yīng)力 , 用 來(lái)表示 .4計(jì)算代號(hào)表 3參數(shù)名稱(chēng)直徑金屬絲或軋材直徑彈簧內(nèi)徑彈簧中徑彈簧外徑負(fù)荷允許極限負(fù)荷最大工作負(fù)荷最小工作負(fù)荷愈加負(fù)荷允許極限扭矩最大工作扭矩最小工作扭矩應(yīng)力扭轉(zhuǎn)應(yīng)力允許扭轉(zhuǎn)極限應(yīng)力允許扭轉(zhuǎn)工作應(yīng)力允許彎曲極限應(yīng)力允許彎曲工作應(yīng)力高度（長(zhǎng)度）自由高度或長(zhǎng)度極限負(fù)荷下地高度或長(zhǎng)度最大工作負(fù)荷下地高度或長(zhǎng)度最小工作負(fù)荷下地高度或長(zhǎng)度展開(kāi)長(zhǎng)節(jié)距間距工作圈數(shù)總?cè)?shù)螺旋角變形量極限負(fù)荷下地變形量最大工作負(fù)荷下地變形量最小工作負(fù)荷下地變形量極限負(fù)荷下單圈地變形量最大工作負(fù)荷下單圈地變形量最小工作負(fù)荷下單圈地變形量

10、極限扭矩下地扭轉(zhuǎn)角最大工作扭矩下地扭轉(zhuǎn)角最小工作扭矩下地扭轉(zhuǎn)角工作行程代號(hào)dD1D2DPP3P2P1P0M 3M 2M 1 0 HH3H2H1LTnn1FF3F2F1f3f2f132單位(毫米 )(毫米 )(毫米 )(毫米 )（公斤）（公斤）（公斤）（公斤）（公斤）（公斤力 / 毫米）（公斤力 / 毫米）（公斤力 / 毫米）2(公斤力 /毫米)2(公斤力 /毫米)2(公斤力 /毫米)2(公斤力 /毫米)2(公斤力 /毫米)（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）圈圈度（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）度度度（毫米）5工作扭轉(zhuǎn)角度系數(shù)1彈簧指數(shù)（旋繞比）H壓

11、縮、拉伸彈簧地曲度系數(shù)扭轉(zhuǎn)彈簧地曲度系數(shù)模數(shù)C剪切彈性模數(shù)K（公斤力 /毫米 2）彈性模數(shù)K1（公斤力 /毫米 2）比值剛度（產(chǎn)生1 毫米地變形量所需地負(fù)荷）G公斤力 /毫米扭轉(zhuǎn)剛度（扭轉(zhuǎn) 1所需地力矩）E公斤力毫米 /度PM 四彈簧材料和允許工作應(yīng)力地確定1材料分類(lèi)和性能 ,根據(jù)化學(xué)成分來(lái)分 ,彈簧鋼大致分為幾種 ,它地性能如下：優(yōu)質(zhì)碳素鋼（例如正、中、高級(jí)碳素彈簧鋼絲）是廉價(jià)地彈簧鋼,有相當(dāng)好地耐疲勞強(qiáng)度 .但是 ,如果含碳太高, 在熱處理時(shí)表面容易脫碳. 此外 , 它不能在大于120C 地溫度下正常工作 .低錳鋼（例如 60Mn）價(jià)廉、脫碳少 ,但淬火后容易產(chǎn)生裂縫和熱脆.硅鋼（例如60

12、Si2Mn）來(lái)源比較廣 ,容易熱處理 ,可淬性高 ,缺點(diǎn)是表面容易脫碳,而且容易石墨化 .鉻釩鋼（例如 50CrVA ）是耐疲勞和抗沖擊最好地彈簧鋼 ,有很高地機(jī)械性能 ,并能在 400C 以下工作 ,但價(jià)格比較貴 ,使用上受到限制 .不銹鋼、青銅或錫鋅青銅 ,有耐腐蝕地特點(diǎn) ,所以在化學(xué)工業(yè)中多數(shù)都采用這種材料地彈簧 ,但是由于青銅類(lèi)地材料不易熱處理和機(jī)械性能差,所以一般機(jī)械都盡量避免采用這種彈簧材料.在卷繞工藝上 ,彈簧材料可分為下面兩中：一種是冷繞地彈簧材料：當(dāng)鋼絲直徑d8 毫米時(shí) ,一般都采用冷繞 ,因?yàn)橛行?簧鋼絲經(jīng)制造廠(chǎng)用特殊方法熱處理后冷拉而成（例如琴鋼絲或正、中、高級(jí)碳素彈簧

13、鋼絲）強(qiáng)度很高,冷繞后不必再淬火,但必須進(jìn)行低溫回火,以消除內(nèi)應(yīng)力（青銅絲也要采用冷繞后進(jìn)行低溫回火）.但是有地彈簧鋼絲（例如60Si2Mn）在出廠(chǎng)地時(shí)候沒(méi)有經(jīng)過(guò)熱處理,冷卷成彈簧后 ,必須進(jìn)行淬火和回火 .另一種是熱卷彈簧材料：凡鋼絲直徑d8 毫米地 ,或彈簧指數(shù) C 特別小地彈簧 ,或者是某些合金彈簧鋼絲（例如60Si2Mn、50CrVA 等）,直徑雖然不很大 ,但由于鋼絲太硬 ,不容易冷繞 ,也應(yīng)該用熱繞地方法制成彈簧,然后再進(jìn)行淬火和回火.彈簧材料特性和允許工作應(yīng)力地確定表,表 4314 3說(shuō)明60501表材料牌號(hào)正中高65M n4C r13硅錳錫鋅Si2M nCrVA中金青銅青銅屬絲

14、金直徑直徑屬毫0.380.380.560.56d 欄絲內(nèi)地d米棒超過(guò)超過(guò)超過(guò)超過(guò)空格料50505050表示、我國(guó)組地尚無(wú)允許扭相應(yīng)轉(zhuǎn)極限0.5 b0.5 b0.5b5075454540部頒應(yīng)力 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)或組地尺械地 寸規(guī)性允格 .能許0.3 b 0.3 b0.3b30452727242表組中青扭（公轉(zhuǎn)銅金斤力 /工屬絲毫米 2）作0.4 b0.4b4060363632直徑0.4 b應(yīng)組地尺力寸范 圍系允0.3750.3750.375375 56 233 733 730根據(jù)許 b b冶金b7彎0.5 b0.5 b曲工作0.6250.625應(yīng)b b力 剪切彈性模數(shù)G化學(xué)成分和部重113-5機(jī)械性能頒

15、5標(biāo)重準(zhǔn)品種113-5號(hào)5彈簧工作地溫度自 40極限 120（ C）保證良好熱處理極限尺寸（ d毫米）低機(jī)高機(jī)材料識(shí)別性能械性械性能能0.5b5075450.62562593 756 2 b8000重YB8YB8YB8YB8113-5559595959重重重重重113-511111111555555555自自自404040自 40400120120250至 20至 20對(duì)過(guò)在熱熱和處理形成高機(jī)時(shí)具淬火械性有表高耐裂縫穩(wěn)定能及面脫腐蝕具有變形穩(wěn)定碳地性高度變形高度過(guò)敏傾向性地性?xún)A向4540工業(yè)部1959年產(chǎn)56 250品目錄列入 ,超過(guò)此4000范圍時(shí)可由用戶(hù)向制造廠(chǎng)訂貨決定 .自自40 402

16、00200高耐高耐腐蝕腐蝕性和性和防磁防磁性性注： 1.表中地 或 值是參考性質(zhì)而不是硬性地規(guī)定.表中所列地 b 值可參看表6、 7、 8、 9、 10.2壓、拉圓彈簧在組工作特點(diǎn)下 ,材料地 值如表所示 ,而組工作特點(diǎn)地 =0.8 ,組地 =0.6 , 表中已打好折扣 .3如用帶鉤腿地拉伸彈簧,值應(yīng)降低25%.4如為扭轉(zhuǎn)彈簧,則 1.25 .其他彈簧鋼絲機(jī)械性能表,表 5鋼號(hào)熱處理（建機(jī)械性能冷卻劑議）用途舉例代號(hào)參考地加熱抗拉極限 屈服極限 0.2延伸率收縮溫度（ C）b (公斤力 /(公斤力 / 10率 8毫米 2)毫米 2)(%)(%)65淬火840油80935回火480100鋼絲及彈

17、簧鋼絲70淬火830油85830回火48010575淬火820油90730在中、重型機(jī)器回火480110中 ,作聯(lián)軸節(jié)彈簧60M n淬火830油80935回火48010055SiM n淬火880油120630回火46013060SiM n淬火860油120525回火46013060SiM nA淬火860油140525回火46016050Si2M n淬火870油或水110630回火46012055Si2M n淬火870油或水120630安全閥彈簧及車(chē)回火460130輛用圓彈簧淬火870油電站管道彈簧 ,緩沖器彈簧 ,承受不60Si2M nA160140520規(guī)則地沖擊負(fù)荷回火460地彈簧60Si

18、2CrA淬火870油160520回火42018060Si2CrV淬火850油170520回火41019050CrM n淬火840油110535回火49013050CrM nVA淬火850油1101045回火520130正級(jí)碳素彈簧鋼絲地抗拉極限強(qiáng)度b 和允許扭轉(zhuǎn)工作應(yīng)力 （公斤力 /毫米 2）表 .表 6負(fù)荷分類(lèi)鋼絲直徑 d（毫米） b 抗拉極限強(qiáng)度、組地 組（靜負(fù)荷或均組（動(dòng)負(fù)荷）地或組（不重要地（公斤力 /毫米 2）勻增加負(fù)荷） 地 彈簧）地 0.31708568550.51708568550.816080645111557762501.215075604891.41457258461.6

19、1407056451.814070564521306552412.513065524131206048383.512060483841105544354.511055443551005040326100504032795473830895473830中級(jí)碳素彈簧鋼絲地抗拉極限強(qiáng)度b 和允許扭轉(zhuǎn)工作應(yīng)力 （公斤力 /毫米 2）表.表 7負(fù)荷分類(lèi)鋼絲直徑 d（毫米） b 抗拉極限強(qiáng)度、組地 組（靜負(fù)荷或均組（動(dòng)負(fù)荷）地或組（不重要地（公斤力 /毫米 2）勻增加負(fù)荷） 地 彈簧）地 0.322011088660.522011088660.8200100806011959877591.21909576

20、571.41909576571.61859374561.818090725421758870532.516583665031557862503.515075604541457358444.51407056425130655239612060483671206048368120604836高級(jí)碳素彈簧鋼絲地抗拉極限強(qiáng)度b 和允許扭轉(zhuǎn)工作應(yīng)力 （公斤力 /毫米 2）表.10表 8負(fù)荷分類(lèi)鋼絲直徑 d（毫米）、組地 組（靜負(fù)荷或均組（動(dòng)負(fù)荷）地 b 抗拉極限強(qiáng)度或組（不重要地勻增加負(fù)荷） 地 （公斤力 /毫米 2）彈簧）地 0.3265133106800.5265133106800.82601301

21、04781250125100751.224012096721.423011592691.622011088661.82101058463220010080602.518090725431708568513.516583665041608064484.515075604551507560456140705642有色金屬?gòu)椈山z地機(jī)械性能表 .表 9錫鋅青銅彈簧絲硅錳青銅彈簧絲直徑抗拉極限 b延伸率直徑抗拉極限 b延伸率（毫米）(公斤力 /毫米 2) 10%（毫米）(公斤力 /毫米 2) 10%1.02.59050.71.510052.54.085102.03.595104.08.083103.54

22、.590108.01078208.010853011五彈簧工作圖P-公斤P-公斤P3 公斤32P2 公斤3P1-公斤HP1 公斤H2HH1HH1H2H3DD1技術(shù)要求格式同前技術(shù)要求1.彈簧材料拉伸彈簧工作圖2.展開(kāi)長(zhǎng)L=毫米3.旋向( 左或右)4.工作圈數(shù)n= 圈5.總?cè)?shù)(包括公差)n1 = 圈M6.熱處理37.表面處理M28.制造、試驗(yàn)和驗(yàn)收條件2壓縮彈簧工作圖M113MM2M112扭轉(zhuǎn)彈簧工作圖六壓縮、拉伸彈簧地計(jì)算基本公式 .壓縮 拉伸圓彈簧公式簡(jiǎn)表 ,表 10序號(hào)基本公式序號(hào)變化公式序號(hào)變化公式1218PD 23Gd 4 F7F2 Gd 40K3dP8D 23 nn8P2 D231

23、a22a8P2D2Kd 38PD23 nF4GdPFP456d 3P08KD 2D 22 nF0GdKKP2 Cd1.67a7bF2F1 Gd 4nP1 D238 P28nD23PF4Gd備1上面公式地代號(hào) P 和 F 是普通式 , 它地注腳號(hào)碼可根據(jù)具體情況 , 改寫(xiě)為 P1、P2、P3- 和對(duì)應(yīng)地 F1、F2、F3- 等, 例如 :公式 (1) 可寫(xiě)為 08P3 D2, 08P3 D2KKd3d 3(2)可寫(xiě)為 F18P1 D23 n; F1P1；公式 (3)Gd 4 F1.Gd4PP138D2 n式中 ,彈簧剛度 PGd34.8D2 n8PD 23單圈變形量fGd 42用公式（ 6）求出

24、 d 后, 必須用公式（ 7）復(fù)核工作圈數(shù)n 是否符合要注求, 如 n 太少 , 就要重新計(jì)算 d.3以后計(jì)算例題時(shí) , 只寫(xiě)普遍式地序號(hào) , 而不寫(xiě)其它變化地寫(xiě)法序號(hào).壓縮拉伸彈簧整體計(jì)算常用公式表11序所求項(xiàng)目單位計(jì)算公式號(hào)1最大工作負(fù)荷 P2(公斤 )根據(jù)工作條件確定2最大工作負(fù)荷下(毫米 )同上地變形量 F23彈簧材料地 、 （公斤力 / 毫米 2）按表 4、 5、 6、7、 8、 9 選取13 和 G4彈簧指數(shù) CCD2 ,按表 1選取d5曲度系數(shù) KK4C10.615 , 或按表 2 選取4C4C6鋼絲直徑 d(毫米 )d1.6KP2 C7中徑 D(毫米 )D 2dC28工作圈數(shù)

25、n（圈）F2 Gd 4F2 F1 Gd 4, n338P2 D28 P2P1 D219總?cè)?shù) n1（圈）n1n1.5 2.510允許極限負(fù)荷3（公斤）P3d 31.25P2P8KD211極限負(fù)荷下單圈(毫米 )f38D 23 P3P3變形量 f3Gd4Pn12間距 (毫米 )一般壓縮彈簧 =f 313彈簧剛度2Gd 4P（公斤力 / 毫米 ）P8D 23 n14最大工作負(fù)荷下（毫米）壓縮彈簧1P20.1d地間距 1Pn15節(jié)距 t（毫米）t d壓縮彈黃兩端拼緊但不磨平Y(jié)1型 Hnn 0.5 d116自由高度 ( 或長(zhǎng)（毫米）度 )HY2型 Hnn10.5 d兩端磨平拉伸彈簧 L型Hdn鉤環(huán)尺寸

26、17壓縮彈簧穩(wěn)定性bH3, 如 b 3, 須套在芯軸上工作指標(biāo) bD 218最小工作負(fù)荷下(毫米 )F1P1地變形量 F1P 1419最大工作負(fù)荷下(毫米 )F2P2地變形量 F2、P20極限負(fù)荷下地變(毫米 )F3P3形量 F3P21最小工作負(fù)荷下(毫米 )H 1HF1地高(長(zhǎng))度 H122最大工作負(fù)荷下(毫米 )H 2HF2地高(長(zhǎng))度 H2H 3HF323極限負(fù)荷下地高(毫米 )Y1 型壓簧 Hn d3( 長(zhǎng))度 H31Y2型壓簧 H3n10.5 d24螺旋角 tgt, 一般 6 9左右D 2Y 型 LD 2 n1 ,(近似式 L D2 n1 )25鋼絲展開(kāi)長(zhǎng) L(毫米 )cosL 型

27、LD 2 n鉤環(huán)展開(kāi)尺寸1F2 Gd 4;式中預(yù)加負(fù)荷 P0d 3 拉伸彈簧在卷繞過(guò)程中,使具有初應(yīng)力時(shí) ,圈數(shù) n=P0 D23.8 P28KD 2七扭轉(zhuǎn)彈簧地計(jì)算1計(jì)算地基本問(wèn)題a.扭轉(zhuǎn)彈簧和壓、拉彈簧一樣 ,計(jì)算地基本問(wèn)題也是負(fù)荷、變形和應(yīng)力地問(wèn)題,但不以 P 和 F 來(lái)表示 ,而是用扭矩 M 和扭轉(zhuǎn)角來(lái)表示負(fù)荷和變形 .b扭轉(zhuǎn)彈簧在 M2 地作用下 ,所產(chǎn)生地內(nèi)應(yīng)力主要是彎曲應(yīng)力 ,而不是扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 .假如不知道材料地彎曲應(yīng)力 ,可以按下式換算：1.25或 1.25.一般彈簧地允許彎曲工作應(yīng)力,可以直接從表 4 中查出 .15c影響彈簧指數(shù)地曲度系數(shù) ,以 K 14C1 來(lái)表示 ,它跟壓

28、、拉彈簧地 K 不同 ,這4C4點(diǎn)在表 2 已區(qū)分清楚 ,查表時(shí)不要弄錯(cuò) .d當(dāng)扭轉(zhuǎn)彈簧在工作時(shí) ,圈和圈之間將相靠緊摩擦地很厲害,因此建議：間距 0.5 毫米 ,并加潤(rùn)滑油 .e對(duì)于壓、拉螺旋彈簧地卷繞方向是左還是右旋,一般對(duì)工作 ,沒(méi)影響（除非是串聯(lián)或同心彈簧才用反向）.對(duì)于扭轉(zhuǎn)彈簧 ,一定要注意它地旋向,不能弄錯(cuò) ,否則就會(huì)造成報(bào)廢 .扭轉(zhuǎn)彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)地方向不能采取逆轉(zhuǎn),那樣會(huì)使彈簧張開(kāi)而不能工作.正確地旋繞方法就象給鐘表上發(fā)條一樣,越旋越緊 .可是 ,這樣又帶來(lái)了副作用,當(dāng)各圈在順轉(zhuǎn)收閉時(shí),間隙過(guò)小地芯軸 ,就會(huì)被咬住轉(zhuǎn)不動(dòng) .因此 ,必須計(jì)算出在最大扭轉(zhuǎn)角時(shí)地內(nèi)徑縮小值.從理論上講 ,當(dāng)

29、扭轉(zhuǎn)彈簧扭緊時(shí) ,假定各圈為均勻地縮小 ,那末其內(nèi)徑地理論平均縮小值為：D2D2；360n根據(jù) 上 式 , 就不 難 求 出 扭轉(zhuǎn) 后 地 中 徑值 D 2D 2n和 扭 轉(zhuǎn)后 地 內(nèi) 徑n360D1D2d .但是 ,事實(shí)上當(dāng)扭轉(zhuǎn)彈簧各圈收閉時(shí) ,并不是各圈平均地縮小 ,而是兩頭略小 ,好像桶形一樣 .尤其是靠近兩腿處不成圓形地縮小 ,而最先碰到芯軸 .因此 ,以上地計(jì)算扭轉(zhuǎn)后地彈簧圈徑尺寸僅是理論平均值 .實(shí)際配芯軸時(shí)應(yīng)比理論值要小 ,至于小多少 ,需要依靠試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷.2計(jì)算地基本公式（1）求扭矩 MMPr ；16由材料力學(xué) ,知Md 3 -（A）32K 1同理M 3d 31.25M 2 ；-（A1）32K1（2）求直徑 d 將公式（ A ）移項(xiàng)得d 332M 2K1； -（B）當(dāng) C=5,K1=1.19代入公式（ B）,得估算直徑地近似式 d2.33M 2；-（B1）（3）求圈數(shù) nnE d 42=E d 421;-(C)64 180D2 M 211520D2M 2M 1將公式（ A）代入公式（ C）,求得圈數(shù)地簡(jiǎn)式nK 1 Ed2 ；-（C1）360D2（4）求扭轉(zhuǎn)角將上式移項(xiàng) ,得最大工作扭矩下地扭轉(zhuǎn)角2360nD2；-（D）K 1Ed或M2 -（D1）2M ；極限扭矩下地扭轉(zhuǎn)角3M 3 ；-（D2）M式中扭轉(zhuǎn)