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弹簧设计的计算公式(弹簧的设计-11)

  • 2020.03.16 22:23:07
  • 米思米
  • 3218

   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。 这两种弹簧设计,涉及下面的项目。 在这里将关于a),b),c)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···(参照第230讲)

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】)。

弹簧设计的计算公式(弹簧的设计-11)

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Jane

机械设计及理论硕士,从事航空发动机传动系统设计五年,主管设计师。主要负责航空发动机主传动系统的齿轮箱设计。

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