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[!--downpath--]目前廣泛使用的彈簧撓度和變形的估算公式都是從材料的熱學理論推導出來的。 沒有一定的實踐經驗,很難設計和制造出高精度的彈簧。 隨著設計偏差的增加,往年的很多經驗已經不適用了。 例如,彈簧的設計撓度增大后,螺旋角將加大,從而將彈簧的疲勞源從線圈外側轉移到兩側。 所有的估算只是給我們一個大方向,降低開發成本。
如何設計和估算一個合理的彈簧?
首先,我們需要明確我們設計的彈簧有哪些要求。 如右圖,這是最基本的壓縮彈簧的裝配圖和彈簧圖。 通過裝配,我們需要確定我們的彈簧應該使用哪種接頭結構、直徑或外徑、工作行程、載荷和工作環境。
彈簧估計的基本公式
【意義】
c=彈簧半徑比 (c=D/d;c=D/b)[-]
b=線寬[單位:mm,in]
d=線徑[單位:mm,in]
D=中心半徑[單位:mm,in]
F=彈簧載荷[單位:N, lb]
G=剪切彈性撓度[單位:MPa, psi]
h=線高[單位:mm,in]
k=彈簧系數[單位:N/mm, lb/in]
Ks=曲線標定素數[-]
L0=自由寬度【單位:mm,in】
LS=實體高度[單位:mm,in]
n=有效圈數[-]
p=螺距【單位:mm,in】
s=彈簧變體[單位:mm圓柱彈簧彈力計算公式,in]
?=形狀系數t[-](例如)
t = 彈簧材料的扭轉變形 [單位:MPa, psi]
曲線校正素數
線圈彎曲會導致額外的線圈彎曲偏轉。 因此使用校準乘數針對壓力校正該估計。
對于圓形截面的螺旋彈簧圓柱彈簧彈力計算公式,校準素數由幾個經驗公式確定。
估計使用以下關系:
KS=1+0.5/C
對于矩形截面彈簧,校準系數由適當諾模圖中給定的彈簧半徑比 b/h 確定。 估算中的校準因子已經包括現狀因子?。
推薦的彈簧規格
冷成型
熱成型
彈簧半徑比c
4-16
3-12
直徑
最大350mm
max.460mm
有效圈數
最小 2
3分鐘
百分比 b/h
1:5-5:1
自由高度L0
max.
撓度 L0/D
1-10
間距 p
(0.3-0.6)D;最小1.5d
彈簧掃設計
考慮到壓縮彈簧,有幾種不同的掃描設計。 與清掃線圈的數量、線圈的加工和支撐面的設計不同。
尾圈是彈簧的末端圈,與工作圈同軸,彈簧變形時角度和寬度不會改變。 尾圈往往是彈簧的支撐面,而對于壓縮彈簧,一般是兩端的尾部。
接地線圈是一種將線圈末端加工成垂直于軸線的平面的線圈。 一般邊卷的一半仍有3/4加工到開口端。 接地線圈一般用于線徑d>1mm的彈簧。
最常見的彈簧掃設計
端頭不緊未磨:端部線圈未折疊緊,錐面未磨。 緊不緊:端部線圈折疊緊,錐面未磨削。
至此,我們就設計出了一個完整合理的彈簧! 您還可以通過縱橫比檢查穩定性。 根據不同的需要,彈簧還有一些后續加工,如:彈簧磨頭、彈簧蝕刻、彈簧鑲嵌處理等。
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