圆柱压缩弹簧的设计计算及校核

圆柱压缩弹簧的设计计算及校核

圆柱压缩弹簧的设计计算及校核1 弹簧的强度和变形的设计计算 弹簧的许用切应力 弹簧的抗拉强度 弹簧模量 弹簧的切变模量 温度修正后切变模量 温度修正系数 初步假设弹簧的直径 初步假设弹簧的中径 假设情况下的弹簧的旋绕比 假设情况下的弹簧的曲度系数 最终计算的弹簧的直径 单个弹簧的工作载荷 初定弹簧数量 [τ ] σ E G Gt Kt d0 D C K d F mb

GB/T 23935-2009 [τ ]=(0.34~0.38)*σb

MPa MPa MPa MPa MPa 1 mm mm 4.5 20 1267 20600 79380

481.46

由弹簧材料决定,初定：IN X-750. 由弹簧材料决定,初定：IN X-750. 由弹簧材料决定,初定：IN X-750. Gt=Kt*G 由弹簧材料和使用温度决定 设计给定 设计给定 C=D/d k=(4*C-1)/(4*C-4)+0.615/C d≥(8*K*F*D/π *[τ ])^(1/3) 设计给定 设计给定

79380

4.444444444 1.356116935 mm N 72 #REF! #REF!

弹簧外径

D2

D2=D+d

mm

24.5

圆柱压缩弹簧的设计计算及校核

弹簧内径

D1

D1=D-d

mm

15.5

弹簧的刚度计算 安装载荷 弹簧的自由高度 弹簧的安装高度 弹簧的工作高度 弹簧的工作行程

F′ F1 H0 H1 H2 h

F′=(F-F1)/(H-H2)=(F-F1)/h 设计给定 设计给定 设计给定 设计给定 设计给定

N/mm N mm mm mm mm 0 55 0 49 6

#REF!

实际计算的弹簧有效圈数 设计给定的弹簧有效圈数 支承圈数 总圈数 弹簧的节距 设计给定的节距 弹簧丝之间的间距 最大工作负荷作用下,有效圈 相互之间应保留的间隙 弹簧中径增大值

n n n2 n1 t t δ δ1

n=G*d4/(8*D3*F′) 5 两端圈并紧并磨平,n2≥2. n1=n+n2 t=(H0-1.5*d)/n mm 9.5 δ =t-d δ 1≥0.1*d △D=0.01*(t2-0.8*t*d-0.2*d2)/D mm mm mm 2

#REF!

7 9.65

5 0.45 0.026

△D

圆柱压缩弹簧的设计计算及校核

弹簧的旋向 弹簧的螺旋角 弹簧材料展开长度 弹簧质量 弹簧的密度 α L m ρ

左旋或右旋 α =acrtan(t/π *D),荐用值5~9° L=π *D*n1/cosα ≈π *D*n1 m=π *d2*L*ρ /4 ° mm Kg

右旋 8.597838664 439.8229715 0.054561641

由弹簧材料决定,初定：IN X-750. Kg/mm3 7.8E-06

2

弹簧刚度、变形量和负荷校核 弹簧刚度校核 弹簧变形量校核 负荷校核 F′ f F F′=F/f=G*d4/(8*D3*n) f=8*D3*n*F/(G*d4) f=F′*f N/mm mm N 6 101.7211289 #REF! #REF!

压并高度 弹簧材料直径偏差的最大值 压并变形量

Hb dmax fb

Hb=n1*dmax dmax=d fb=H0-Hb

mm mm mm

31.5

23.5

3

试验负荷和试验负苛下 的高度和变形量 最大试验切应力 计算试验负荷 压并时负荷 τs

τ s=0.45*σ

b

MPa N N

570.15 1020.132444 2390.446529

Fs Fb

Fs=π *d3*τ s/(8*D) Fb=F′*fb

圆柱压缩弹簧的设计计算及校核

由Fb>Fs,取Fb=Fs,Fs=fb. 压并负荷下试验切应力 τb

τ b=8*Fb*D/(π *d )

3

Mpa

1336.015825

4

弹簧稳定性校核

b

b=H0/D,b应大于0.8.

2.75

5

共振校核 强迫振动频率

fe fY

fe=3.56*d*(G/ρ )^0.5/(n*D2) fY=25 Hz fe/fY>10

Hz Hz 25

808.0547025

32.3221881

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