弹簧强度及稳定性校核

1.疲劳强度校核

受动载荷的重要弹簧，应进行疲劳强度校核。进行校核时要考虑循环特征γ＝F_min/F_max＝τ_min/τ_max，和循环次数N，以及材料表面状态等影响疲劳强度的各种因素，按式（15-30）校核：

式中 τ_u0——脉动疲劳极限应力，其值见表15-18；

S——疲劳安全系数；

S_min——最小安全系数，S_min＝1.1～1.3。

表15-18 脉动疲劳极限应力

注：本表适用于重要用途碳素弹簧钢丝、油淬火-回火弹簧钢丝、弹簧用不锈钢丝和铍青铜线。

①弹簧用不锈钢丝和硅青铜线，此值取0.35R_m。

对于重要用途碳素钢丝、高疲劳级油淬火-回火弹簧钢丝等优质钢丝制作的弹簧，在不进行喷丸强化的情况下，其疲劳寿命按图15-1校核。

2.稳定性校核

1）为了保证弹簧使用过程中的稳定性，弹簧高径比b＝H₀/D，应满足下列要求：

——两端固定：b≤5.3；(www.xing528.com)

——一端固定，一端回转：b≤3.7；

——两端回转：b≤2.6。

2）当b大于上列数值时，要进行稳定性校核。稳定性临界载荷F_C由式（15-31）确定：

F_C＝C_BF′H₀（15-31）

式中 C_B——稳定系数，由图15-5查取。

为了保证弹簧的稳定性，最大工作载荷F_a应小于临界载荷F_C值。当不满足要求时，应重新改变参数，使其符合上述要求以保证弹簧的稳定性。如设计结构受限制，不能改变参数时，应设置导杆或导套。导杆或导套与簧圈的间隙值（直径差）按表15-19选取。

图15-5 稳定系数CB

表15-19 导杆或导套与簧圈的间隙值 （单位：mm）

为了保证弹簧的稳定性，b应大于0.8。

3）弹簧的共振验算。必要时，受动载荷的弹簧应进行共振验算。f_e与强迫振动频率f_r之比应大于10，即：f_e/f_r＞10。