LCA中用到的弹簧设计绝大部分是压缩螺旋弹簧或拉伸螺旋弹簧。 这两种弹簧在设计时通常会涉及到下面的项目。 在这里将对于a),b)项目进行解说。
a) | 在使用范围内,弹簧负载和形变量:弹簧常数 |
b) | 安装弹簧的空间:长度x外形 |
c) | 弹簧的固定方法:弹簧的两端形状和固定方法···(请点击参照文章) |
d) | 其他:弹簧刚度(永久变形),疲劳度 |
(1)弹簧常数和弹簧形状尺寸的关系式
弹簧的形变量和负载(力)的关系在第224讲中介绍了胡克定律。
P = k x δ P:弹簧负载 k:弹簧常数 δ:弹簧挠度(形变量) |
「k:弹簧常数」用弹簧材料特性和弹簧形状可以用下述公式表达。这个公式压缩螺旋弹簧和拉伸螺旋弹簧都适用。
k = P/δ = G x d4/8 x n x D3 ・・・(A) G:横向弹性系数(杨氏模量) d:线径 n:有效匝数 D:平均线圈直径 |
通过使公式(A)变形,暂时设定D(平均线圈直径),d(线径),k(弹簧常数)来计算有效匝数:n,或者根据已知的P,D,d,n ,来计算形变量:δ。
(2)弹簧的长度、外形的设计
弹簧长度是根据「允许形变量」与弹簧载荷之间的关系来选择和设计的。
「允许形变量」是会使弹簧变形或损坏的最大变形量(参考【图1】)。
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