矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧计算示例

矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧计算示例

项  目

单位

公  式  及  数  据

原

始

条

件

外径D2

mm

48

最大工作载荷Pn

N

1500

最大工作载荷下的变形Fn

mm

35.2

载荷类别

 

Ⅱ类

端部结构

 

弹簧端部并紧,磨平,支承圈为1圈

计

 

 

算

 

 

项

 

 

目

选取材料及许用应力τp

MPa

选取材料60Si2Mn,根据Ⅱ类载荷,查表弹簧常用材料得:

G=79×103MPa

由表弹簧的许用应力查得,τp=590MPa

选择旋绕比C

 

选C=5

计算边长a及边长b

mm

取a>b,则选=1.25,即=0.8

弹簧中径D

弹簧内径D1

 

D=D2-a=48-8=40

D1=D2-2a=48-2×8=32

验算切应力τ

MPa

由图2,据=1.25和C=5,查得β值为2.9

说明是合乎要求的

有效圈数n

圈

由图1,据=1.25和C=5,查得γ=5.6

取         n=13.60

总圈数n1

圈

查表矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧计算公式得,n1=n+2=13.6+2=15.6

弹簧刚度P'

N/mm

工作极限载荷Pj

N

查表矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧计算公式,取τj=1.25τp

工作极限载荷下变形Fj

mm

最小工作载荷P1

N

最小工作载荷下的变形F1

mm

工作行程h

mm

h=Fn-F1=35.2-18.4=16.8

节距t

mm

取       t=0.3D=0.3×40=12

间距δ

mm

δ=t-b=12-6.4=5.6

自由高度H0

mm

查表矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧计算公式得

H0=nt+1.5b=13.6×12+1.5×6.4=172.8

压并高度Hb

mm

查表矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧计算公式得

Hb=(n+1.5)b=(13.6+1.5)×6.4=97

螺旋角α

(°)

展开长度L

mm

L=n1πD=15.6×3.14×40=1959

11d2d11

图1  系数γ值

11d2d12

图2  系数β值