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弹簧参数和几何尺寸优化

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:弹簧设计中,旋绕比C是最重要的性能参数之一,它等于弹簧中径D与弹簧丝直径之比,即C=D/d,亦称弹簧指数。弹簧指数愈小,其刚度愈大,弹簧愈硬,弹簧内外侧的应力相差愈大,材料利用率低;反之,弹簧愈软。设计时,常使弹簧指数C值在4~10之间,可参考表3.5选取。弹簧的中径、内径和外径可用弹簧指数表示。弹簧丝材料的长度式中,l为钩环尺寸。

弹簧参数和几何尺寸优化

如图3.3所示,圆柱弹簧的主要尺寸有弹簧丝直径d、弹簧圈外径D2、弹簧圈D1、弹簧圈中径D、节距p、螺旋角α、自由长度H0和有效圈数n等。弹簧设计中,旋绕比(或称弹簧指数)C是最重要的性能参数之一,它等于弹簧中径D与弹簧丝直径之比,即C=D/d,亦称弹簧指数。弹簧指数愈小,其刚度愈大,弹簧愈硬,弹簧内外侧的应力相差愈大,材料利用率低;反之,弹簧愈软。设计时,常使弹簧指数C值在4~10之间,可参考表3.5选取。

弹簧的中径、内径和外径可用弹簧指数表示。

D=C·d D1=D-d=(C-1)d D2=D+d=(C+1)d

图3.3 圆柱弹簧的几何参数

表3.5 旋转比C的荐用值

弹簧总圈数与工作圈数间的关系为

弹簧节距p一般可取(www.xing528.com)

式中,λmax为弹簧的最大变形量;Δ为最大变形时相邻两弹簧丝间的最小距离,一般不小于0.1d。

为了使弹簧在受载时能够变形,弹簧在自由状态下各圈之间

应留有间距δ,弹簧钢丝间距δ=p-d。弹簧的自由长度

H0=n∙δ+(n1-0.5)d(两端并紧磨平)

H0=n∙δ+(n1+1)d(两端并紧不磨平)

弹簧螺旋角,通常α取5°~9°,弹簧的螺旋升角方向可以是左旋或右旋的,但无特殊要求时,一般都采用右旋。

弹簧丝材料的长度

式中,l为钩环尺寸。

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