拉伸弹簧的初拉力(或初应力)

拉伸弹簧的初拉力(或初应力)取决于材料、弹簧丝直径、簧旋绕比和加工方法。用不需淬火的弹簧钢丝制成的拉伸弹簧,有一定的初拉力。如不需要初拉力时,各圈间应有间隙。经淬火的弹簧,没有初拉力。当选取初拉力时,推荐初应力t'0值在图10-

3的阴影区内选取。

初拉力按下式计算

使弹簧产生单位变形所需的载荷kF称为弹簧刚度,即

弹簧刚度是表征弹簧性能的主要参数之一。它表示使弹簧产生单位变形时所需的力,刚度愈大,需要的力愈大,则弹簧的弹力就愈大。但影响弹簧刚度的因素很多,从式(10-9)可知,kF与C的三次方成反比,即C值对kF的影响很大。所以,合理地选择C值就能控制弹簧的弹力。另外,kF还和G,d,n有关。在调整弹簧刚度kF时,应综合考虑这些因素的影响。

③圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计

在设计时,通常是根据弹簧的最大载荷、最大变形以及结构要求(例如安装空间对弹簧尺寸的限制)等来决定弹簧丝直径、弹簧中径、工作圈数、弹簧的螺旋升角和长度等。

具体设计方法和步骤如下。

a.根据工作情况及具体条件选定材料,并查取其力学性能数据。

b.选择旋绕比C,通常可取C=5-8(极限状态时不小于4或超过16),并按式(10-4)算出曲度系数K值。

c.根据安装空间初设弹簧中径D,根据C值估取弹簧丝直径d,并由表10-2查取弹簧丝的许用应力。

d.试算弹簧丝直径d',由式(10-3)可得

当弹簧材料选用碳素弹簧钢丝或65Mn弹簧钢丝时,因钢丝的许用应力决定于其aB,而aB是随着钢丝的直径d变化的(见表10-2),所以计算时需先假设一个d值,然后进行试算。最后的d,D, n及Ho值应符合表10-5所给的标准尺寸系列。

e.根据变形条件求出弹簧工作圈数。由式(10-6)、式(10-7)可知

f.求出弹簧的尺寸D2, D1 , Ho,并检查其是否符合安装要求等。如不符合,则应改选有关参数(例如C值)重新设计。

g.验算稳定性。对于压缩弹簧,如其长度较大时,则受力后容易失去稳定性(图10-4),这在工作中是不允许的.

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