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要怎么樣設(shè)計才能使拉伸彈簧剛度漸減型


1、彈簧的受力
壓縮彈簧,當(dāng)彈簧受軸向壓力F時,在彈簧絲的任何橫剖面上將作用著:扭矩T=FRcosα,彎矩M=FRsinα,切向力Q=Fcosα和法向力N=Fsinα(式中R為彈簧的平均半徑)。由于彈簧螺旋角α的值不大(對于壓縮彈簧為6~90),所以彎矩M和法向力N可以忽略不計。因此,在彈簧絲中起主要作用的外力將是扭矩T和切向力Q。α的值較小時,cosα≈1,可取T=FR和Q=F。這種簡化對于計算的準(zhǔn)確性影響不大。
當(dāng)拉伸彈簧受軸向拉力F時,彈簧絲槽剖面上的受力情況和壓縮彈簧相同,只是扭矩T和切向力Q均為相反的方向。所以上述兩種彈簧的計算方法可以一并講述。
2、彈簧的強度
從受力分析可見,彈簧受到的應(yīng)力主要為扭矩和橫向力引起的剪應(yīng)力,對于圓形彈簧絲
系數(shù)Ks可以理解為切向力作用時對扭應(yīng)力的修正系數(shù),進一步考慮到彈簧絲曲率的影響,可得到扭應(yīng)力
式中K為曲度系數(shù)。它考慮了彈簧絲曲率和切向力對扭應(yīng)力的影響。一定條件下鋼絲直徑
3、彈簧的剛度
圓柱彈簧受載后的軸向變形量
式中n為彈簧的有效圈數(shù);G為彈簧的切變模量。
這樣彈簧的圈數(shù)及剛度分別為
對于拉伸彈簧,n120時,一般圓整為整圈數(shù),n120時,可圓整為1/2圈;對于壓縮彈簧總?cè)?shù)n1的尾數(shù)宜取1/4、1/2或整圈數(shù),常用1/2圈。為了保證彈簧具有穩(wěn)定的性能,通常彈簧的有效圈數(shù)最少為2圈。C值大小對彈簧剛度影響很大。若其它條件相同時,C值愈小的彈簧,剛度愈大,彈簧也就愈硬;反之則愈軟。不過,C值愈小的彈簧卷制愈困難,且在工作時會引起較大的切應(yīng)力。此外,k值還和G、d、n有關(guān),在調(diào)整彈簧剛度時,應(yīng)綜合考慮這些因素的影響。
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