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拉簧及壓簧的設(shè)計(jì)方法
點(diǎn)擊次數(shù)：385 發(fā)布時(shí)間：2015-3-12
濟(jì)南中創(chuàng)工業(yè)測試系統(tǒng)有限公司專業(yè)生產(chǎn)彈簧試驗(yàn)機(jī)（彈簧拉壓試驗(yàn)機(jī)、彈簧扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)、彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)、漲緊輪扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)、碟簧壓力試驗(yàn)機(jī)、氣彈簧試驗(yàn)機(jī)）等力學(xué)性能檢測設(shè)備。對于鋼板彈簧主要檢測他的剛性、壓力性能。
彈簧設(shè)計(jì)的任務(wù)是要確定彈簧絲直徑d、工作圈數(shù)n以及其它幾何尺寸，使得能滿足強(qiáng)度約束、剛度約束及穩(wěn)定性約束條件，進(jìn)一步地還要求相應(yīng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)(如體積、重量、振動(dòng)穩(wěn)定性等)達(dá)到。
具體設(shè)計(jì)步驟為：先根據(jù)工作條件、要求等，試選彈簧材料、彈簧指數(shù)C。由于sb與d有關(guān)，所以往往還要事先假定彈簧絲的直徑d。接下來計(jì)算d、n的值及相應(yīng)的其它幾何尺寸，如果所得結(jié)果與設(shè)計(jì)條件不符合，以上過程要重復(fù)進(jìn)行。直到求得滿足所有約束條件的解即為本問題的一個(gè)可行方案。實(shí)際問題中，可行方案是不*的，往往需要從多個(gè)可行方案中求得較優(yōu)解。
例12-1設(shè)計(jì)一圓柱形螺旋壓縮彈簧，簧絲剖面為圓形。已知zui小載荷Fmin=200N，zui大載荷Fmax=500N，工作行程h=10mm，彈簧Ⅱ類工作，要求彈簧外徑不超過28mm，端部并緊磨平。
解：
試算(一)：
(1)選擇彈簧材料和許用應(yīng)力。選用C級碳素彈簧鋼絲。
根據(jù)外徑要求，初選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)計(jì)算彈簧絲直徑d
由式得K=1.21
由式得d≥4.1mm
由此可知，d=3.5mm的初算值不滿足強(qiáng)度約束條件，應(yīng)重新計(jì)算。
試算(二)：
(1)選擇彈簧材料同上。為取得較大的I>d值，選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)計(jì)算彈簧絲直徑d
由式得K=1.29
由式得d≥3.7mm。
可知：I>d=4.4mm滿足強(qiáng)度約束條件。
(3)計(jì)算有效工作圈數(shù)n
由圖1確定變形量λmax：λmax=16.7mm。
查表2，G=79000N/mm2，
由式得n=9.75
取n=10，考慮兩端各并緊一圈，則總?cè)?shù)n1=n+2=12。至此，得到了一個(gè)滿足強(qiáng)度與剛度約束條件的可行方案，但考慮進(jìn)一步減少彈簧外形尺寸與重量，再次進(jìn)行試算。
文章來自：濟(jì)南中創(chuàng)工業(yè)測試系統(tǒng)有限公司 技術(shù)部 李燕