拉簧 压簧的设计方法.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑拉簧 压簧的设计方法 弹簧设计的任务是要确定弹簧丝直径d、工作圈数n以及其它几何尺寸，使得能得志强度约束、刚度约束及稳定性约束条件，进一步地还要求相应的设计指标(如体积、重量、振动稳定性等)达成最好 概括设计步骤为：先根据工作条件、要求等，试选弹簧材料、弹簧指数C由于sb与d有关，所以往往还要事先假定弹簧丝的直径d接下来计算d、n的值及相应的其它几何尺寸，假设所得结果与设计条件不符合，以上过程要重复举行直到求得得志全体约束条件的解即为本问题的一个可行方案实际问题中，可行方案是不唯一的，往往需要从多个可行方案中求得较优解 例12-1设计一圆柱形螺旋压缩弹簧，簧丝剖面为圆形已知最小载荷Fmin=200N，最大载荷Fmax=500N，工作行程h=10mm，弹簧Ⅱ类工作，要求弹簧外径不超过28mm，端部并紧磨平 解： 试算(一)： (1)选择弹簧材料和许用应力 选用C级碳素弹簧钢丝 根据外径要求，初选C=7，由C=D2/d=(D-d)/d得d=3.5mm，由表1查得sb=1570MPa，由表2知：[t]=0.41sb=644MPa。

(2) 计算弹簧丝直径d 由式 得K=1.21 由式 得d≥4.1mm 由此可知，d=3.5mm的初算值不得志强度约束条件，应重新计算 试算(二)： (1) 选择弹簧材料同上为取得较大的Id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) 计算弹簧丝直径d 由式 得K=1.29 由式 得d≥3.7mm 可知：Id=4.4mm得志强度约束条件 (3) 计算有效工作圈数n 由图1确定变形量λmax：λmax=16.7mm 查表2，G=79000N/mm2， 由式 得n=9.75 取n=10，考虑两端各并紧一圈， 那么总圈数n1=n+2=12至此，得到了一个得志强度与刚度约束条件的可行方案，但考虑进一步裁减弹簧形状尺寸与重量，再次举行试算 试算(三)： (1)仍选以上弹簧材料，取C=6，求得K=1.253，d=4mm，查表1，得sb=1520MPa， [t]=0.41sb=623MPa。

(2) 计算弹簧丝直径得d≥3.91mm知d=4mm得志强度条件 (3)计算有效工作圈数n由试算(二)知，λmax=16.7mm，G=79000N/mm2 由式 得n=6.11 取n=6.5圈，仍参考两端各并紧一圈，n1=n+2=8.5 这一计算结果即得志强度与刚度约束条件，从形状尺寸和重量来看，又是一个较优的解，可将这个解初步确定下来，以下再计算其它尺寸并作稳定性校核 (4) 确定变形量λmax、λmin、λlim和实际最小载荷Fmin 弹簧的极限载荷为： 由于工作圈数由6.11改为6.5，故弹簧的变形量和最小载荷也相应有所变化 由式 得： λmin=λmax－h=(17.77-10)mm=7.77mm (5) 求弹簧的节距p、自由高度H0、螺旋升角γ和簧丝开展长度L 在Fmax作用下相邻两圈的间距δ≥0.1d=0.4mm，取δ=0.5mm，那么无载荷作用下弹簧的节距为 p=d+λmax/n+δ1 =(4+17.77/6.5+0.5)mm=7.23mm p根本符合在(1/2～1/3)D2的规定范围。

端面并紧磨平的弹簧自由高度为 取标准值H0=52mm 无载荷作用下弹簧的螺旋升角为 根本得志γ=5～9的范围 弹簧簧丝的开展长度 (6) 稳定性计算 b=H0/D2=52/24=2.17 采用两端固定支座，b=2.175.3，故不会失稳 (7) 绘制弹簧特性线和零件工作图end) — 6 —。