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圆柱螺旋弹簧设计计算原理详解

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:圆柱螺旋弹簧设计计算的主要任务是:确定满足使用要求所需的弹簧丝直径和弹簧圈数。3)对于圈数较多的压缩弹簧,当高径比b=H0/D2较大,而载荷又达到一定值时,弹簧就会发生侧向弯曲而丧失稳定性,应按下式进行稳定性验算FC=CBKH0>F2式中,FC是稳定临界载荷,单位为N;H0是弹簧的自由高度,单位为mm;K=F/λ是弹簧刚度,单位为N/mm;CB是不稳定系数,压缩弹簧不稳定系数与高径比的关系曲线如图15-3所示。图15-3 压缩弹簧不稳定系数与高径比的关系曲线

圆柱螺旋弹簧设计计算原理详解

圆柱螺旋弹簧设计计算的主要任务是:确定满足使用要求所需的弹簧丝直径和弹簧圈数。

1)根据弹簧的强度条件确定弹簧丝直径

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式中,F2是作用于弹簧上的最大轴向载荷,单位为978-7-111-48334-2-Part02-796.jpg称为弹簧指数(或称为旋绕比),是弹簧中径D2与弹簧丝直接d的比值,常用值为5~8;KQ为曲度系数,它考虑了簧丝升角α曲率以及扭矩T对弹簧丝应力的影响,曲度系数978-7-111-48334-2-Part02-797.jpg为许用切应力,单位为MPa,可根据弹簧材料和载荷状况由参考文献[1]表16-2和表16-3查取。

2)根据弹簧的刚度条件确定弹簧工作圈数

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式中,G是弹簧材料的切变模量,钢为8×104MPa,青铜为4×104MPa;λ2是弹簧在最大轴向载荷F2作用下的变形量,单位为mm。(www.xing528.com)

3)对于圈数较多的压缩弹簧,当高径比b=H0/D2较大,而载荷又达到一定值时,弹簧就会发生侧向弯曲而丧失稳定性,应按下式进行稳定性验算

FC=CBKH0>F2

式中,FC是稳定临界载荷,单位为N;H0是弹簧的自由高度,单位为mm;K=F/λ是弹簧刚度,单位为N/mm;CB是不稳定系数,压缩弹簧不稳定系数与高径比的关系曲线如图15-3所示。其中:曲线1表示两端固定支承,曲线2表示一端固定、一端自由转动支承,曲线3表示两端自由转动支承。

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图15-3 压缩弹簧不稳定系数与高径比的关系曲线

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