1-圓柱彈簧的參數(shù)及幾何尺寸

1-圓柱彈簧的參數(shù)及幾何尺寸LtD1圓柱彈簧的參數(shù)及幾何尺寸

1、彈簧的主要尺寸如圖所示，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、自由長度H0等。

2、彈簧參數(shù)的計算

彈簧設(shè)計中，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。彈簧絲直徑d（mm）0.2～0.40.5～11.1～2.22.5～67～1618～40C7～145～125～104～104～84～6式中K為曲度系數(shù)。它考慮了彈簧絲曲率和切向力對扭應(yīng)力的影響。一定條件下鋼絲直徑3、彈簧的剛度

圓柱彈簧受載后的軸向變形量式中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)及剛度分別為對于拉伸彈簧，n1>20時，一般圓整為整圈數(shù)，n1<20時，可圓整為1/2圈；對于壓縮彈簧總?cè)?shù)n1的尾數(shù)宜取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值大小對彈簧剛度影響很大。若其它條件相同時，C值愈小的彈簧，剛度愈大，彈簧也就愈硬；反之則愈軟。不過，C值愈小的彈簧卷制愈困難，且在工作時會引起較大的切應(yīng)力。此外，k值還和G、d、n有關(guān)，在調(diào)整彈簧剛度時，應(yīng)綜合考慮這些因素的影響。

4、穩(wěn)定性計算

壓縮彈簧的長度較大時，受載后容易發(fā)生圖a)所示的失穩(wěn)現(xiàn)象，所以還應(yīng)進行穩(wěn)定性的驗算。

圖a圖b圖c為了便于制造和避免失穩(wěn)現(xiàn)象出現(xiàn)，通常建議彈簧的長徑比b=H0/D2按下列情況取為：

彈簧兩端均為回轉(zhuǎn)端時，b≤2.6；

彈簧兩端均為固定端時，b≤5.3；

彈簧兩端一端固定而另一端回轉(zhuǎn)時，b≤3.7。

如果b大于上述數(shù)值時，則必須進行穩(wěn)定性計算，并限制彈簧載荷F小于失穩(wěn)時的臨界載荷Fcr。一般取F=Fcr/(2～2.5)，其中臨界載荷可按下式計算：

Fcr=CBkH0

式中，CB為不穩(wěn)定系數(shù)，由下圖查取。

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。