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弹簧设计的计算公式

弹簧设计的计算公式
弹簧设计的计算公式
 
常见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
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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