受稳定变应力螺旋压缩弹簧的最佳设计原则

　　受稳定变应力螺旋压缩弹簧的最佳设计原则

　　设计变载荷螺旋压缩弹簧时，往往由于弹簧的工作行程是固定的，因此，弹簧受稳定的最大工作载荷F2和最小工作载荷F1。弹簧所产生的应力也为稳定的变应力。在这种情况下，可以推导出最佳设计原则。最佳设计是指使用的材料最少，或者说质量最轻。

压缩弹簧的设计计算参数，东莞弹簧厂，压缩弹簧设计加工厂家，可根据客人要求设计加工各种类压力弹簧，压簧种类多，采用进口材料精密加工，力度稳定，寿命持久。

压缩弹簧的设计计算参数

　　压缩弹簧的设计计算参数，东莞弹簧厂，压缩弹簧设计加工厂家，可根据客人要求设计加工各种类压力弹簧，压簧种类多，采用进口材料精密加工，力度稳定，寿命持久。

对重要的，其损坏对整个机械有重大影响的弹簧，许用切应力应适当降低。经强压处理的弹簧，可提高疲劳极限，对改善变载荷下的松弛有明显效果。经抛丸处理的弹簧，能适当提高疲劳强度或疲劳寿命。

圆柱螺旋压缩和拉伸弹簧的许用应力

　　圆柱螺旋弹簧的许用切应力按所受载荷情况分为如下三类：其值根据载荷类型在表10-10、表10-11和图 10-3 中选取。

　　Ⅲ类载荷 受静载荷以及变载荷作用次数在1x10^3 次以下的载荷等，取图10-3中的所示值。

　　Ⅱ类载荷 受变载荷作用次数在1x10^3~1 x10^6次范围内的载荷，以及冲击载荷等，取图10-3中所示值的 75% ~80%。

　　I类载荷受变载荷作用次数在1×10^6次以上的弹簧，取图10-3中所示值的60%~75%。

　　YB/T 5008 阀门用油淬火回火铬钒合金弹簧钢丝、YB/T 5102 阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝、YB/T 5103 油淬火回火碳素弹簧钢丝、YB/T 5104 油淬火回火硅锰合金弹簧钢丝和YB/T5105 阀门用油淬火回火铬硅合金弹簧钢丝，已被 GB/T 18983 油淬火回火弹簧钢丝所取代。

　　1)对重要的，其损坏对整个机械有重大影响的弹簧，许用切应力应适当降低。

　　2)经强压处理的弹簧，可提高疲劳极限，对改善变载荷下的松弛有明显效果。

　　3)经抛丸处理的弹簧，能适当提高疲劳强度或疲劳寿命。

圆柱螺旋压缩弹簧的基本计算公式

圆柱螺旋压缩弹簧的基本计算公式

　　当螺旋弹簧在弹簧轴线方向只承受外载荷F时，由于变形在弹簧两端所引起的力矩较小，可以不计，根据式(9-3)可知，弹簧材料截面将受到扭矩Tt弯矩Mb、法向力Ft，和径向力Fb的作用。法向力Ft和径向力Fb与扭矩Tt和弯矩Mb相比，也可以略而不计。这样，在弹簧材料截面上起主要作用的为扭转力矩Tt和弯曲力矩Mb。

　　因此，根据式(9-25)可得载荷与变形的简化计算公式为：（10-14a）

　　当螺旋角a<90时，取cosa~1, sina~0，则得(10-14b)

　　根据式(9-10)可得载荷与应力的简化计算公式为：（10-15）

　　当螺旋角a<9°时，由表9-1可知，K～0 和Kr~0，则得（10-16）

圆形截面材料的圆柱螺旋压缩弹簧设计计算

圆形截面材料的圆柱螺旋压缩弹簧设计计算

　　在实际应用中，圆形截面材料的圆柱螺旋压缩弹簧的螺旋角一般较小(a<9°)，因而，将圆形截面的极惯性矩Ip=πd^4/32抗扭截面系数Zt=πd^4/16分别代入式(10-14b)和式(10-16)，得弹簧只受轴向载荷F时的变形f和切应力τ的计算公式为（10-17）（10-18）。

　　式中

　　n=弹簧的有效圈数;

　　D=弹簧的中径；

　　d=弹簧材料的直径；

　　G=弹簧材料的切变模量;

　　C=旋绕比，C=D/d;

　　K=曲度系数，或应力修正系数。

　　这是弹簧设计计算的两个基本公式。

　　在实际应用中，由于略去径向力Fb，对截面法向力Ft，的影响，曲度系数K常用下列公式计算或查图10-4。K稍大于Kp，计算受静载荷的弹簧可取K=1。

　　弹簧圆形材料截面上的切应力分布如图10-5 所示。用式（10-18)计算所得的切应力τ的弹簧圈内侧最大应力。

　　式（10-17)和式(10-18)为圆形截面材料的螺旋压缩弹簧的两个基本计算公式，根据这两个基本公式可以导出弹簧刚度F、有效圈数n和变形能U的计算公式，见表10-13。