弹簧设计的计算公式

JUMU实名认证 发表于 2020-08-27 23:11 | 显示全部楼层 | 复制链接分享      上一主题  翻页  下一主题
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】)。
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