应力的拉伸弹簧
对于压缩弹簧或无预应力的拉伸弹簧
6求出弹簧的尺寸D、D1、H0并检查其是否符合安装要求等。如不符合,则应改选有关参数例
如C值重新设计。7验算稳定性。对于压缩弹簧,如其长度较大时,则受力后容易失去稳定性如下图a,这在工
作中是不允许的。为了便于制造及避免失稳现象,建议一般压缩弹簧的长细比bH0D2按下列情况
选取:当两端固定时,取b53;
f当一端固定,另一端自由转动时,取b37;当两端自由转动时,取b26。
压缩弹簧失稳及对策
当b大于上述数值时,要进行稳定性验算,并应满足
FcCukpH0Fmax
式中:Fc稳定时的临界载荷;
Cu不稳定系数,从下图不稳定系数线图中查得;
Fmax弹簧的最大工作载荷。
如FmaxFc时,要重新选取参数,改变b值,提高Fc值,使其大于Fmax值,以保证弹簧的稳
定性。如条件受到限制而不能改变参数时,则应加装导杆如上图b或导套如上图c。导杆导套与弹簧间的间隙c值直径差按下表导杆(导套)与弹簧间的间隙表的规定选取。
f不稳定系数线图
导杆(导套)与弹簧间的间隙
中径D2mm
≤5
5~10
10~18
18~30
30~50
50~80
80~120
120~150
间隙
cmm061
2
3
4
5
6
7
8进行弹簧的结构设计。如对拉伸弹簧确定其钩环类型等,并按表普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸(mm)计算公式计算出全部有关尺寸。9绘制弹簧工作图。
例题设计一普通圆柱螺旋拉伸弹簧。已知该弹簧在定载荷条件下工作,并要求中径D2≈18mm,外
径D≤22mm。当弹簧拉伸变形量λ175mm时,拉力P1180N,拉伸变形量λ217mm时,拉力P2340N。
解1.根据工作条件选择材料并确定其许用应力
因弹簧在一般载荷条件下工作,可以按第Ⅲ类弹簧考虑。现选用Ⅲ组碳素弹簧钢丝。并根据
fDD2≤2218mm4mm,估取弹簧钢丝直径为30mm。由表弹簧钢丝的拉伸强度极限暂选
στσB1275MPa,则根据表162可知=05B=05×1275MPa=6375MPa。
2.根据强度条件计算弹簧钢丝直径现选取旋绕比C6,则得
于是有
στσ改取d=32mm。查得B1177MPa,=05B=5885MPa取D218C18325625计
算得K1253,于是
上值与原估取值相近取弹簧钢丝标准直径d=32mm与计算值322mm仅差06%可用。此时
D2=18mm为标准值则
DD2d1832mm=212mm22mm
所得尺寸与题中的限制条件相符,合适。3.根据刚度条件,计算弹簧圈数
弹簧刚度为由表弹簧常用材料及其许用应力取G79000MPa弹簧圈数
为
取
=11圈;此时弹簧刚度为
kp1056×16811Nmm1612Nmm
4.验算1)弹r