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已知
1 P1 最小工作载荷 0 N
2 Pn 最大工作载荷 3122 N
3 h 工作行程 25 mm
4 D 弹簧中径 32 mm
5 弹簧类别(寿命) 103106,Ⅲ类载荷
6 弹簧结构 端部并紧,磨平,支撑圈为1
7 弹簧材料 碳素弹簧钢丝C
8 G 切变模量 79000 MPa
9 E 弹性模量 206000 MPa
计算
10 σb 抗拉极限强度 查表11-2-3初选(钢丝Φ8 1370 MPa
11 τp 许用应力 0.5σb 685 MPa
12 C' 初选旋绕比 8/π*KC3pD2/Pn 224.6764894
13 K' 初选曲度系数 查表11-2-20
14 C" 旋绕比 4
15 K" 曲度系数 1.404
16 d 钢丝直径 d=D/C 8 mm
选取 8 mm
17 C 实际旋绕比 C=D/d 4
18 K 实际曲度系数 K=4C-1/4C-4+0.615/C              或查表11-2-20 1.40375
19 P' 初算弹簧刚度 P'=(Pn-P1)/h 124.88 N/mm
20 F1 最小载荷下变形量 F1=P1 / P' 0 mm
21 Fn 最大载荷下变形量 Fn=Pn / P' 25 mm
22 Fb 压并时变形量 Fb=Fn / 0.65 38.46153846 mm
23 Pb 压并载荷 Pb=Pn / 0.65 4803.076923 mm
24 n 有效圈数 n=Gd4Fn / 8PnD3 9.88448911
选取 10
25 n1 总圈数 查表11-2-14    n1=n+2 12
26 Hb 压并高度 Hb=(n+1.5)d 92 mm
27 Ho 自由高度 Ho=Hb+Fb 130.4615385 mm
选取 130 mm
28 t 节距 t=(Ho-1.5d) / n 11.8 mm
29 α 螺旋角 α=arc(t / π*D) 6.694561369 °
30 L 展开长度 L= π*Dn1/COSα 1316.178447 mm
结论(验算)
稳定性
31 b 高径比 b=HO/D 4.0625
两端固定 b<5.3 满足要求
强度
32 τmax 最大切应力 τmax=8KDPn/ πd3 697.4977318 MPa
τs 屈服极限 静载荷,80 930 MPa
33 S 疲劳安全系数 S=τp / τmax 1.333337669
34 Sp 1.31.7
35 SSp,强度满足要求 满足要求