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涡卷弹簧的设计方法


涡卷弹簧(Spring)设计构思的每日任务是要明确涡卷弹簧丝直徑
  D、工作圈数n及其其他几何图形规格,促使能考虑抗压强度约束力、弯曲刚度约束力及可靠性约束条件,深化地还规定相对的设计构思指标值(如容积、净重、震动可靠性等)超过好是。
 实际设计构思流程为:先依据工作中标准、规定等,试选涡卷弹簧(Spring)原材料、涡卷弹簧指数值C。因为sb与d相关,因此因此也要事前假设涡卷弹簧丝的直徑d。接下去测算
  D、n的值及相对的其他几何图形规格,假如个人所得結果与设计构思标准不符,左右全过程要反复开展。直至求取考虑全部约束条件的解即是本难题的1个行得通计划方案。具体难题中,行得通计划方案不是惟一的,因此必须从好几个行得通计划方案中求取较优解。
 例12-1设计构思一圆柱型螺旋式压簧,簧丝模型为环形。己知少荷载Fmin=200N,较大荷载Fmax=500N,工作中行程安排h=10mm,涡卷弹簧(Spring)Ⅱ类工作中,规定涡卷弹簧直径不超出28mm,梁端并紧磨去。
 解:
 试算
  (一):
 
  (1)挑选涡卷弹簧原材料和许用应力。冲压件无论汽车板簧以什么形式装在汽车上,它都是以梁的方式在工作,也就是说它的主要受力方向垂直于钢板弹簧长度。同时,由于受变形相对其长度很小,因此可以利用材料力学中有关小挠度梁的理论,即线性原理来进行分析计算。采用C级探索涡卷弹簧钢。
 依据直径规定,出现C=7,由C=D2/d=(D-d)/d得d=3。5mm,由表1查出来sb=1570MPa,由表2知:[t]=0。41sb=644MPa。
 
  (2)测算涡卷弹簧(huáng)丝直徑d
 由式得K=1。21
 由式得d≥4。1mm
 由此可见,d=3。5mm的初算值不符合抗压强度约束条件,应再次测算。
 试算
  (二):
 
  (1)挑选涡卷弹簧原材料同上。为获得很大的I>d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。摩托车弹簧一般是由若干片不等长的合金弹簧钢组合而成一组近似于等强度弹簧梁。41sb=623MPa。
 
  (2)测算涡卷弹簧丝直徑d
 由式得K=1。29
 由式得d≥3。7mm。
 所知:I>d=4。4mm考虑抗压强度(strength)约束条件。
 
  (3)测算合理工作圈数n
 由图1明确形变量(Variable)λmax:λmax=16。7mm。
 查表2,G=79000N/mm2。线成型汽车板簧的主要功能是作为汽车悬架系统的弹性元件,此外多片弹簧的片间摩擦又起作系统的阻尼作用,多数汽车板簧通过卷耳和支座兼有导向作用。
 由式得n=9。75
 取n=10,考虑到两边各并紧整圈,则总圈数n1=n+2=12。到此,获得了1个考虑抗压强度与折叠刚度约束条件的行得通计划方案,但考虑到深化降低涡卷弹簧(Spring)(huáng)尺寸与净重,再度开展试算。
 试算
  (三):
 
  (1)仍选左右涡卷弹簧原材料,取C=6,求取K=1。253,d=4mm,查表1,得sb=1520MPa,[t]=0。41sb=623MPa。
 
  (2)测算涡卷弹簧丝直徑。得d≥3。91mm。知d=4mm考虑抗压强度(strength)标准。
 


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