彈簧的計(jì)算公式

1、線徑d (mm中徑D(mm有效圈數(shù)n 材質(zhì)G/(Kg/mm 許用剪切應(yīng)力(Mpa20110560Si2Mn 8000740彈簧絲直徑 d (mm 0.20.40.51 1.12.2 2.56716C71451251041048,通常取590 。彈簧絲材料的長(zhǎng)度:(對(duì)壓縮彈簧;=t-d ;彈簧的自由長(zhǎng)度:H=n·+(n0-0.5d (兩端并緊磨平;H=n·+(n0+1d (兩端并緊,但不磨平。彈簧螺旋升角:t=d (對(duì)拉伸彈簧;式中:max - 彈簧的最大變形量; - 最大變形時(shí)相鄰兩彈簧絲間的最小距離,一般不小于0.1d 。彈簧鋼絲間距:彈簧節(jié)距t 一般按下式取:(對(duì)壓縮彈

2、簧;彈簧設(shè)計(jì)中,旋繞比(或稱彈簧指數(shù)C 是最重要的參數(shù)之一。C=D2/d ,彈簧指數(shù)愈小,其剛度愈大,彈簧愈硬,彈簧內(nèi)外側(cè)的應(yīng)力相差愈大,材料利用率低;反之彈簧愈軟。常用彈簧指數(shù)的選取參見表。彈簧總?cè)?shù)與其工作圈數(shù)間的關(guān)系為:如圖所示,圓柱彈簧的主要尺寸有:彈簧絲直徑d 、彈簧圈外徑D 、彈簧圈內(nèi)徑D1,彈簧圈中徑D2,節(jié)距t 、螺旋升角a 、自由長(zhǎng)度H0等。2、彈簧參數(shù)的計(jì)算壓縮彈簧參數(shù)計(jì)算圓柱螺旋壓縮與拉伸彈簧的設(shè)計(jì)1 圓柱彈簧的參數(shù)及幾何尺寸1、彈簧的主要尺寸(見右圖對(duì)于拉伸彈簧,n1>20時(shí),一般圓整為整圈數(shù),n1<20時(shí),可圓整為1/2圈;對(duì)于壓縮彈簧總?cè)?shù)n1的尾數(shù)宜取

3、1/4、1/2或整圈數(shù),常用1/2圈。為了保證彈簧具有穩(wěn)定的性能,通常彈簧的有效圈數(shù)最少為2圈。C 值大小對(duì)彈簧剛度影響很大。若其它條件相同時(shí),C 值愈小的彈簧,剛度愈大,彈簧也就愈硬;反之則愈軟。不過(guò),C 值愈小的彈簧卷制愈困難,且在工作時(shí)會(huì)引起較大的切應(yīng)力。此外,k 值還和G 、d 、n 有關(guān),在調(diào)整彈簧剛度時(shí),應(yīng)綜合考慮這些因素的影響。式中n 為彈簧的有效圈數(shù);G 為彈簧的切變模量。這樣彈簧的圈數(shù)及剛度分別為3、彈簧的剛度圓柱彈簧受載后的軸向變形量系數(shù)Ks 可以理解為切向力作用時(shí)對(duì)扭應(yīng)力的修正系數(shù),進(jìn)一步考慮到彈簧絲曲率的影響,可得到扭式中K 為曲度系數(shù)。它考慮了彈簧絲曲率和切向力對(duì)扭應(yīng)

4、力的影響。一定條件下鋼絲直徑2、彈簧的強(qiáng)度從受力分析可見,彈簧受到的應(yīng)力主要為扭矩和橫向力引起的剪應(yīng)力,對(duì)于圓形彈簧絲圖示的壓縮彈簧,當(dāng)彈簧受軸向壓力F 時(shí),在彈簧絲的任何橫剖面上將作用著:扭矩T=FRcos ,彎矩M=FRsin,切向力Q=Fcos和法向力N=Fsin(式中R 為彈簧的平均半徑。由于彈簧螺旋角的值不大(對(duì)于壓縮彈簧為690 ,所以彎矩M 和法向力N 可以忽略不計(jì)。因此,在彈簧絲中起主要作用的外力將是扭矩T 和切向力Q 。的值較小時(shí),cos 1,可取T=FR 和Q=F 。這種簡(jiǎn)化對(duì)于計(jì)算的準(zhǔn)當(dāng)拉伸彈簧受軸向拉力F 時(shí),彈簧絲槽剖面上的受力情況和壓縮彈簧相同,只是扭矩T 和切向力

5、Q 均為相反的方向。所以上述兩種彈簧的計(jì)算方法可以一并講述。(對(duì)拉伸彈簧;其中l(wèi) 為鉤環(huán)尺寸。2 彈簧的強(qiáng)度計(jì)算1 、彈簧的受力(見右圖如果F>Fcr ,應(yīng)重新選擇有關(guān)參數(shù),改變b 值,提高Fcr 的大小,使其大于Fmax 之值,以保證彈簧的穩(wěn)定性。若受結(jié)構(gòu)限制而不能改變參數(shù)時(shí),就應(yīng)該加裝圖b、c所示的導(dǎo)桿或?qū)?以免彈簧受載時(shí)如果b 大于上述數(shù)值時(shí),則必須進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算,并限制彈簧載荷F 小于失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷Fcr 。一般取F=Fcr/(22.5,其中臨界載荷可按下式計(jì)算:Fcr=CBkH0式中,CB 為不穩(wěn)定系數(shù),由下圖查取。為了便于制造和避免失穩(wěn)現(xiàn)象出現(xiàn),通常建議彈簧的長(zhǎng)徑比b=H

6、0/D2按下列情況取為:彈簧兩端均為回轉(zhuǎn)端時(shí),b2.6;彈簧兩端均為固定端時(shí),b5.3 ;彈簧兩端一端固定而另一端回轉(zhuǎn)時(shí),b3.7。4、穩(wěn)定性計(jì)算壓縮彈簧的長(zhǎng)度較大時(shí),受載后容易發(fā)生圖a 所示的失穩(wěn)現(xiàn)象,所以還應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性的驗(yàn)算。(見最大許用壓力Ps(Kg.f彈簧常數(shù)K (Kg/mm2154.36805124184046差愈大,材料利用率低;反圈內(nèi)徑D1,彈簧圈中徑D2,k 19531.25N/M 7.68;對(duì)于壓縮彈簧總?cè)?shù)n1,通常彈簧的有效圈數(shù)最彈簧,剛度愈大,彈簧也引起較大的切應(yīng)力。此外,。絲曲率的影響,可得到扭條件下鋼絲直徑簧絲用著:扭矩T=FRcos ,彎徑。由于彈簧螺旋角的因此,在彈簧絲中起主要作F