计算选型
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圆柱螺旋扭转弹簧计算示例 |
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项 目 |
单位 |
公 式 及 数 据 |
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原 始 条 件 |
最小工作扭矩T1 |
N·mm |
2000 |
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最大工作扭矩Tn |
N·mm |
6000 |
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工作扭转角φ |
(°) |
40 |
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弹簧类别 |
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N＜103 |
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端部结构 |
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外臂扭转 |
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自由角度 |
(°) |
120 |
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参
数
计
算 |
选择材料及许用弯曲应力σBp |
MPa |
根据设计要求为Ⅲ类弹簧，选用碳素弹簧钢丝C级，初步假设钢丝直径d＝4~5.5mm，根据表弹簧钢丝的抗拉极限强度，查得 σb＝1520~1470MPa 取 σb＝1500MPa 根据表弹簧的许用应力，则 许用弯曲应力σBp＝0.8σb＝0.8×1500＝1200 |
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初选旋绕比C |
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为使结构紧凑，暂定C＝6 |
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曲度系数K1 |
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钢丝直径d |
mm |
＝3.88 取标准值d＝4 对照表弹簧钢丝的抗拉极限强度，d＝4，C级，则σb＝1520MPa，大于原暂定值，故安全 |
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弹簧中径D及旋绕比C |
mm |
D＝C×d＝6×4＝24 取标准值 D＝25 则 |
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弹簧圈数n |
圈 |
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弹簧刚度T' |
N·mm/(°) |
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最大工作扭矩时的扭转角φn |
(°) |
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最小工作扭矩时的扭转角φ1 |
(°) |
φ1＝φn-φ＝62.58-40＝22.58 |
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实际最小工作扭矩T1 |
N·mm |
T1＝T'φ1＝95.87×22.58＝2164.7 |
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工作极限弯曲应力σj |
MPa |
σj＝0.8×σb＝0.8×1520＝1216 |
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工作极限扭矩Tj |
N·mm |
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工作极限扭转角φj |
(°) |
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弹簧节距t |
mm |
t＝d+δ，无特殊要求δ＝0.5 t＝4+0.5＝4.5 |
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自由长度H0 |
mm |
H0＝nt+d＝6×4.5+4＝31 |
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螺旋角α |
(°) |
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展开长度L |
mm |
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最小稳定性指标nmin |
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工
作
图 |
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技术要求：1.有效圈数n＝6 2.旋向为右旋 3.展开长度L＝472+L0 4.硬度45~50HRC |
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