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1、弹簧设计计算弹簧在材料选定后，设计时需要计算出弹簧刚度F、中径D、钢丝直径d、有效圈数n、变形量f。以下面弹簧设计为例；1. 计算弹簧受力：假设弹簧端克服1个标准大气压，即推动钢球，则弹簧受力为： F=PA=110N/mmd1/4其中d1钢球通道直径弹簧还须克服钢球下降重力： G=mV=m4R/3其中R钢球半径弹簧受合力： F合=F+G考虑制造加工因素，增加1.2倍系数 F=1.2F合2. 选材料:(一般选用碳素弹簧钢丝65Mn或琴钢丝)以65Mn为例,钢丝直径d=1.4mm3. 查表计算许用应力:查弹簧手册8-10表中类载荷的弹簧考虑(根据阀弹簧受力情况而言)材料的抗拉强度b与钢丝直径d有关
2、 查表2-30(选用D组): b=21502450Mpa安全系数K=1.11.3, 可取K=1.2, 则b=1791.72041.7 Mpa因此b=1791.7Mpa(下限值)查表2-103,取切变模量G=78.810Mpa查表8-10,取许用切应力s=0.5b=0.31791.7=537.51Mpa4.选择弹簧旋绕比C:根据表8-4初步选取C=105.计算钢丝直径:d1.6KFC/其中K曲度系数,取K=1.11.3F弹簧受力6.计算弹簧中径: D=Cd7.计算弹簧有效圈数: n=Gdf/8FD 则总圈数n总=n+n1(查表8-6)8.计算试验载荷: Fs=ds/8D9.自由高度:H0=nt+
3、1.5d其中:t初步估计节距t=d+f/n+1(1=0.1d)查表8-7系列值H0取整数10.节距计算: t=(H0-1.5d)/n11.弹簧螺旋角:(此值一般符合=59) =arctan(t/D)12.弹簧的稳定性验算:(b5.3,即可满足稳定性要求 b=H0/D13.展开长度:L=Dn1/cos14.弹簧刚度:F=Gd/8Dn14.弹簧载荷:F= Ff15.弹簧试验变形:fs= Fs/ F其中在绘制弹簧图纸时,压紧弹簧时的长度L1(即受装配积压时的长度)下弹簧对应受力F1,在阀开启时弹簧压缩的长度L2=L1+f,对应弹簧受力F2 例如:ZYB-1416N15-306H0=68.5 mm,装配时弹簧被压缩至37mm,阀开启时再次压缩8mm则L1=37,L2=37+8=45 F1=37FF2=45 F验算比较L2与Fs/ F的大小:若L2Fs/ F重新设计刚度;反之设计合理