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弹簧芯轴直径的计算方法和公式

时间:2013-05-05 22:35来源:弹簧网 作者:www.zhaotanhuang.com 点击:
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[导读] 有芯卷簧时,芯轴直径D应比弹簧的内径Dt小,以补偿弹簧回弹后直径的增加。 计算芯轴的公式很多,概括起来有两类:一类是理论公式,一类是经验公式。前者是根据一些计算模型而得

  有芯卷簧时,芯轴直径D应比弹簧的内径Dt小,以补偿弹簧回弹后直径的增加。
  
  计算芯轴的公式很多,概括起来有两类:一类是理论公式,一类是经验公式。前者是根据一些计算模型而得到的结果,它能反映弹簧材料的强度和结构参数对芯轴尺寸的影响,后者完全是根据试验数据,通过一定的数学处理后建立的。除此以外,也有这两者的结合,即半理论或半经验公式。这类公式是根据试验修正理论公式中的某些系数。
  
  由于影响回弹的因素复杂,不论是哪类公式都难于得到十分准确的数值,而只能提供一个首批试验的工艺参数,精确的结果仍需由试验后予以修正。
弹簧芯轴直径的计算方法和公式  
  如图6-14所示,设回弹前的弹簧中径为D2前,回弹后的弹簧中径为D2后,根据弹塑性变形模型的推导,回弹前后,弹簧中径的相互关系为:
弹簧芯轴直径的计算方法和公式  
  令弹簧芯轴直径的计算方法和公式
  
  则卷簧芯轴D的计算公式为:
弹簧芯轴直径的计算方法和公式  
  式中c-旋绕比(弹簧指数);
  
  αb-簧材料的抗拉强度;
  
  E-拉伸弹性模量;
  
  Dz后-回弹后的弹簧中径;
  
  r-芯轴系数;
  
  d-材料直径。
  
  I组,Ⅱ组、Ⅱa组碳素弹簧钢的芯轴系数r与旋绕比c的关系见图6-15和图6-16。
  
  从式(6-8)可以看出,卷簧芯轴直径的确定,不仅与弹簧的几何参数(如中径D2、旋绕比c等)有关,而且还与材料的力学性能(如拉伸弹性模量E、抗拉强度αb等)有关。
  
  弹簧材料的抗拉强度αb与材料的截面尺寸(如则截面直径d)有关。材料直径d越小,抗拉强度αb就越大。几种常用材料的抗拉强度αb与材料直径d的关系见图6-17。
  
  例4:用Ⅱ组弹簧钢丝卷制某圆柱压缩螺旋弹簧。己知,钢丝直径d=2mm,弹簧外径D=32mm(假定是要求卷制后,即回火前的工艺外径),试求卷簧芯轴直径D。
  
  首先,根据已知数据,计算旋绕比C:
弹簧芯轴直径的计算方法和公式  
  其次,由计算出的C值,从相应的芯轴系数图(本例对应图6-16)中,查出芯轴系数r的值。本例,r=1.24。
  
  最后,根据式(6-10)计算芯轴直径D。由已知数据知,Dz后=32-2=30mm。于是:
弹簧芯轴直径的计算方法和公式  
  以上按公式计算的结果,由于考虑了弹簧的材料性能和几何参数两方面的影响,它的计算结果通常是较准确的,但是计算麻烦。对于一些精度要求较低的弹簧,也可用下式估计。
弹簧芯轴直径的计算方法和公式  
  式中Dz-芯轴直径;
  
  DI-弹簧内径。
  
  如果弹簧以内径与其它零件相配,式(6-11)的系数应选大些,若以外径与其它零件相配,系数则应选小些。
  
  热卷弹簧时,.弹簧材料基本上是塑性变形,所以芯轴直径等于弹簧内径。 

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弹簧芯轴直径的计算方法和公式
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