压力弹簧具体设计过程为:先依据作业条件、要求等,试选弹簧资料、弹簧指数C。因为sb与d有关,所以往往还要事前假定弹簧丝的直径d。接下来核算d、n的值及相应的其它几何标准,假如所得结果与设计条件不符合,以上过程要重复进行。直到求得满足全部束缚条件的解即为本问题的一个可行方案。实际问题中,可行方案是不准的,往往需要从多个可行方案中求得较优解。 弹簧设计的使命是要确认弹簧丝直径d、作业圈数n以及其它几何标准,使得能满足强度束缚、刚度束缚及稳定性束缚条件,进一步地还要求相应的设计目标(如体积、重量、振荡稳定性等)到达。
设计一圆柱形螺旋紧缩弹簧,簧丝剖面为圆形。已知zui小载荷Fmin=200N,zui大载荷Fmax=500N,作业行程h=10mm,弹簧Ⅱ类作业,要求弹簧外径不逾越28mm,端部并紧磨平。
解: 试算(一):
(1)挑选弹簧资料和许用应力。 选用C级碳素弹簧钢丝。
依据外径要求,初选C=7,由C=D2/d=(D-d)/d得d=3.5mm。
(2) 核算弹簧丝直径d
由式 得K=1.21
由式 得d≥4.1mm
由此可知,d=3.5mm的初算值不满足强度束缚条件,应从头核算。