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承受靜載荷的壓縮彈簧的設計方法

  • 發布時間:2019-05-06

  • 編輯:東莞彈簧廠

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彈簧的靜載荷是指載荷不隨時間變化,或雖有變化但變化平穩,且總的重復次數不超過1000次的交變載荷或脈動載荷而言。在這些情況下,彈簧是按靜載強度來設計的。
在設計時,通常是根據彈簧的更大載荷、更大變形、以及結構要求(例如安裝空間對彈簧尺寸的限制)等來決定彈簧鋼絲直徑、彈簧中徑、工作圈數、彈簧的螺旋升角和長度等。
具體設計方法和步驟如下:
1)根據工作情況及具體條件選定材料,并查取其機械性能數據。
2)選擇旋繞比c,通常可取C≈5-8(極限狀志時不小于4或超過16),并算出補償系數K值。
3)根據安裝空間初設彈簧中徑D2,乃根據c值估取彈簧鋼絲直徑d,并查取彈簧鋼絲的許用應力。
4) 試算彈簧絲直徑d ' 。必須注意,鋼絲的許用應力決定于其σB,而σB是隨著鋼絲的直徑變化的,又因[τ]是按估取的d值查得σB的H計算得來的,所以此時試算所得的d '值,必須與原來估取的d值相比較,如果兩者相等或很接近,即可按標準圓整為鄰近的標準彈簧鋼絲直徑d,并按D2=Cd 以求出 ;如果兩者相差較大,則應參考計算結果重估d值,再查其而計算[τ],代入公式進行試算,直至滿意后才能計算D2.計算出的D2,值也要按表<普通圓柱螺旋彈簧尺寸系列>進行圓整。
5) 根據變形條件求出彈簧工作圈數。n=Gd/8Fmax-F0/(C*C*C)*λmax

6) 求出彈簧的尺寸D、D1、H0,并檢查其是否符合安裝要求等。如不符合,則應改選有關參數(例如C值)重新設計。
7) 驗算穩定性。對于壓縮彈簧,如其長度較大時,則受力后容易失去穩定性(如下圖a),這在工作中是不允許的。為了便于制造及避免失穩現象,建議一般壓縮彈簧的長細比b=H0/D2按下列情況選取:
當兩端固定時,取b<5.3;
當一端固定,另一端自由轉動時,取b<3.7;
當兩端自由轉動時,取b<2.6。

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