刚才贴的东西上下标不分，再贴一下。0 G1 P/ T7 K& F4 X7 Z) ?) ^( j
; @+ x7 P( f$ \6 l* [1 ^( F# O- C弹簧的弹性系数
6 x6 K9 ~7 M0 A% s- s' \% E& t/ w弹簧的弹性系数k与弹簧的直径，弹簧的线径，弹簧的材料，弹簧的有效圈数有关。具体关系是： : D' z' Z+ v: S/ x. ?
与弹簧圈的直径成反比，
J4 v; T, j& J/ Y |1 O与弹簧的线径的4次方成正比， & i3 V2 c+ ~" ?, t+ W' t
与弹簧的材料的弹性模量成正比，
5 g& d8 W Y) d6 }与弹簧的有效圈数成反比.
~' m' K# x. \+ O; Mc=F/λ＝Gd4/8D23n＝Gd/8C3n9 d9 X; m0 b8 g9 q3 Q; y" H
上式中：. E. ~, r3 A* I6 q' {
c：弹簧的刚度，（即你所说的弹性系数，中学物理叫倔强系数k）；, I! p" Y: n* N0 F: u
F：弹簧所受的载荷；
1 y: w; {* ~. N6 }, Iλ：弹簧在受载荷F时所产生的变形量；, L; a* n; ]1 q# i; |
G：弹簧材料的切变模量；（钢一般取8×104MPa，青铜一般取4×104MPa）
( N' v& Z: s- t- L! u0 od：弹簧丝直径；
. \) I9 i1 J6 dD2：弹簧直径；
) l0 j% V9 h( U5 j/ {n：弹簧有效圈数；
+ c# q/ b/ N! h) ZC：弹簧的旋绕比（又称为弹簧指数 ）9 V) d8 M2 Y r' V
由上式可知。当其它条件相同时，C值愈小的弹簧，刚度愈大，亦即弹簧愈硬；反之则愈软。还应注意到，C值愈小，弹簧内、外侧的应力差愈悬殊，卷制愈难，材料利用率也就愈低，并且在工作时将引起较大的扭应力。所以在设计弹簧时，一般规定C≥4，且当弹簧丝直径d越小时，C值越宜取大值。5 }6 w7 }( E4 c( \
其实上面这个公式是根据微段弹簧丝ds受转矩后扭转dθ，从而产生微量变形dλ，再将dλ积分而得到圆弹簧丝螺旋弹簧在受载荷F后所产生的变形量。
1 y0 T* @: `0 |" U A# f( A* S( ]% u/ N3 ]/ t& x1 w
关于弹簧的旋绕比
4 d3 e7 U9 r4 u% q0 F又称弹簧指数。' U7 K) g( D( h; c: g7 Q
用C=D/d表示。
7 r5 `; ?6 N; X. Y5 \+ \D表示弹簧中径，d表示弹簧钢丝直径。9 v& `$ F3 o3 l& o
弹簧指数C影响弹簧的强度、刚度、稳定性及制造的难易。/ y# p" `. a2 p; Y- e) v. a+ j& G- M
C值大，中径D较大，钢丝直径较小，弹簧较软，刚性小，容易变形，容易绕制。C值小，则相反，弹簧较硬，刚性大，不易绕制。: |0 k: {6 P2 ~/ L( K
设计中，一般推荐取4≤C≤14。具体选择可参考小表：, V1 B, y+ ]: @9 u. j8 N- ]
d/mm 0.2～0.4 0.5～1 1.2～2 2.5～6 7～16 ≥18 C=D/d 7-14 5-12 5-10 4-9 4-8 4-6
9 d: O$ R& g1 M+ V9 T' c弹簧钢切变模量G 标准值G=8×104MPa
" U- w7 }& }5 r5 l, b; l弹簧材料60Si2MnA经450℃回火处理后的切变模量83160MPa与传统的8×104MPa相比就可使弹簧的变形量相差约3．95％；而与GB／T1239．6-92中规定的78×103N／mm2则相差6．62％。如果弹簧材料为铬钒钢，如50CrVA，取其600℃回火时(硬度约为47．5HRc)的切变模量G值为86600MPa［6］G＝8×104MPa和78×103N／mm2相比较，分别相差8．25％和11．03％。亦即，当弹簧材料、钢丝直径、弹簧中径、有效圈数以及结构、载荷等都保持不变时，只是由于材料经过热处理后的切变模量值改变，将使弹簧的变形量早在设计计算时就已产生了先天性误差3．95％或6．62％，甚至更达8．25％或11．03％。这个误差并不是由于弹簧尺寸和材料内部的组织不均匀所造成的，而是人为的误处理或忽略了热处理对材料切变模量的影响。因为，切变模量不仅仅是材料本身固有的特性，而且还与热处理状态有关，并决定弹簧的变形量与载荷之间的关系。
7 z$ O9 B4 d* s$ _6 X3 P9 Z: Q, J, F为此，笔者认为，在对特性线要求较高的螺旋弹簧进行设计计算时，似应根据弹簧的服役条件，如工作温度、载荷等，且考虑热处理对其切变模量的影响。即按热处理后的弹簧材料的切变模量取值，而不是传统的给定值。即使对于特性线要求不高的螺旋弹簧来说，也不该不考虑弹簧经过热处理后的切变模量的变化。至于具体应取何值，这主要根据弹簧的工作条件、载荷性质等确定。一般情况下，弹簧需经淬火加中温回火处理。按GB／T1239．6-92规定，热处理45HRC～50HRC，要在相应的回火温度和硬度要求范围内选取切变模量。' M v! _0 l1 e1 Y
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发表于 2014-11-4 16:23:36
发表于 2014-11-4 20:42:29
