弹簧的计算实例，求高手讲解，我真笨

害怕伏枥

, O& K) Y. T4 }# |7 h

, \, Q0 w4 @) K6 g  T0 {把先前的表格按29楼要求修改了一下，得到你在21楼所给图纸上弹簧最大工作负荷时的弹簧切应力。
你再找书本上有关弹簧许用切应力的章节读一读，看看能否提出些问题。

6 r7 A# U; d- J% A5 H

bstronger

害怕伏枥 发表于 2016-4-23 09:55
( E6 n* g' k) Y: y& ~把先前的表格按29楼要求修改了一下，得到你在21楼所给图纸上弹簧最大工作负荷时的弹簧切应力。
你再找书 ...

1）那么弹簧的工作负荷是不是从我厂里做阀门的话就是阀门的最大流量压力值对吗
2）一片迷茫啊。弹簧许用切应力就是未修正切应力吗？因为书中说修正切应力是关系弹簧寿命的，许用切应力又跟材质和温度以及使用的环境有关，是不是计算公式还要跟抗拉强度有关系？
; z, I$ v. u) Z3）在未修正切应力中的轴向负荷又是怎么计算的啊？
6 ~  _4 Z1 z, R. A9 N3 l+ i  ~4）我代入表格以后，发现极限工作负荷与你的贴图的数值不一样，极限工作负荷的公式是最大工作负荷*1.67吗？

bstronger

害怕伏枥 发表于 2016-4-23 09:55
把先前的表格按29楼要求修改了一下，得到你在21楼所给图纸上弹簧最大工作负荷时的弹簧切应力。
! r/ W: b  m" Z1 H" o0 |2 V. H你再找书 ...

( l5 k0 v6 g! e* u我写了些计算公式。望前辈看看我算的对不，顺序有没有错
, W) x" r2 e; m! X3 m1 {4 O旋绕比C=D2/d=10/2=5
. g/ Y; w; \; q( Q) w曲度系数K=4C-1/4C-4+0.615/C=19/16+0.615/5=1.3125mm
弹簧刚度p'=P/δ=GD*D*D*D/8nD*D*D=80000*16/8*5*1000=32mm
* T. n7 Q1 {3 H0 I6 D2 P单圈弹圈刚度P=G*d*d*d*d/8*D*D*D=160
总圈数N=N+2=5+2=7
' S6 ?  {9 x! h) l试验载荷F=3.14*d*d*d*τ/8*D=3.14*2*2*2/8*10*876.1152=275.1001728
最大工作负荷F=F'*fn=32*6.56=209.92
极限工作负荷32*7.55=241.6
最大变形量fn=8*n*D*D*D*F/G*d*d*d*d=8*5*10*10*10*209.92/80000*2=6.56
8 y2 j+ F' p6 _$ ^1 K或者fn=8*n*C*C*C*F/G*d=8*5*5*5*5*209.92/80000*2=6.56
极限变形量f=8*n*D*D*D*F/G*d*d*d*d=8*5*10*10*10*241.6/80000*2=60.4
' L. Z6 a' s/ `" J9 ~( Y% x( `! p5 H节距t=？
3 h; ^( J9 \: d7 c$ G3 O自由高度当n1=n+2时，H0=tn+1.5d=3.51*5+1.5*2=20.55
6 p9 {: j  P" I% w! m: ^" pHn=H0-fn=20.55-6.56=13.99
! g7 @; q- p+ E还有剩下的未修正切应力和修正切应力因为P值不知道，不知道怎么算。


- u8 `7 ]/ H" i/ L3 _  Q补充内容 (2016-4-26 21:23):
节距t=H0-1.5d/n=20.55-1.5*2/5=3.51mm
4 i( w6 G  B% ^7 h' n* p) T% M
* ~7 P9 J, b4 _: g, `补充内容 (2016-4-26 21:43):
α=arctan(t/3.14*D)=6.4o
L=3.14*D*N/cosα=3.14*10*7/cos6.4o≈221.12

害怕伏枥

1、压缩弹簧计算，弹簧单圈刚度是牛鼻子。根据需要的工作负荷和许可的工作行程，得到弹簧单圈刚度，是压缩弹簧设计的第一步。
2、“未修正切应力和修正切应力”在弹簧工作时才有，弹簧不受负荷时就没有“切应力。所用材料的”许用切应力“可以查工具书上相关表格得到。
0 ^2 b+ L; X2 N& |7 V# V& q1 r, @/ j3、根据弹簧刚度和工作负荷，在许用切应力范围内，决定弹簧钢丝线径和弹簧中径。
5 m. w' p6 U$ r3 V* u0 D" s9 h6 h4、在许可的弹簧长度内，尽可能多用几圈弹簧。弹簧两端的处理，看要求，尽可能并紧2圈或1.5圈并磨平。
9 _- }* o) g0 U8 v: C. S3 c/ ^

害怕伏枥

给你的第一张表格，是先定下了”许用切应力“，再看弹簧的工作负荷；第二张表，则是先给了工作负荷，再看弹簧所承受的“切应力”。第2张表格的字头”许用切应力“没有改过来，是错的。

bstronger

害怕伏枥 发表于 2016-4-28 10:03
给你的第一张表格，是先定下了”许用切应力“，再看弹簧的工作负荷；第二张表，则是先给了工作负荷，再看弹 ...

- @' }- {) }5 Q6 Y. ]0 x您这句的意思就是从工作负荷反过来计算出来的是叫切应力不是许用切应力对吗？
2）您的的意思是计算的顺序是先计算出弹簧的圈数，自由高度和工作负荷，再计算弹簧的刚度，再算出弹簧的弹簧钢丝线径和弹簧中径和弹簧长度对吗？
5 n$ p* ]; |' v( ]3）许用切应力在弹簧手册中的章节，我瞅瞅了。不知道怎么算出您表格给出的那个数值，求解。
4）我今天试着算其他的弹簧，发现变形量与工作负荷有着关系，两者必须知其一，那问题是，变形量或者工作载荷怎么得来的，就是说我是阀门厂的选择弹簧的工作载荷是怎么选择
5）轴向载荷怎么知道载荷？
, k5 i: f7 r, p) p' i7 y: ?, i8 M6）查手册知切应力公式是K*(8*D/3.14*d*d*d)*F=1.31*(8*10/3.14*2*2*2)*209.92=874.484736，这个计算对吗？
还有工作负荷计算是：F=弹簧负荷*f变形量吗
, l' \0 o/ d/ c) X; O9 Q
: d0 e/ O- J; M. }; V; R! D/ O8 s
补充内容 (2016-4-29 22:45):
3 |1 x( @  X, Y' ~5 _) x8 h公式中变形量与工作负荷有着关系。两数据得知其一。那么平时设计的时候，怎么得知变形量或者工作负荷？

bstronger

害怕伏枥 发表于 2016-4-28 10:03
6 X0 }! L* ~8 C. d7 s' r1 r给你的第一张表格，是先定下了”许用切应力“，再看弹簧的工作负荷；第二张表，则是先给了工作负荷，再看弹 ...

7 O0 R/ [4 L% K  U大神。一换题就不会了。主要是弹簧长度、节距、自由高度和极限负荷都跟图纸不一样
旋绕比C=6/1=6
1 F% R- E4 Z% {- K1 e9 [, M曲度系数K=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C=23/20+0.615/6=1.25
; a* Z( k' u' B; k* c弹簧刚度P'=P/δ=(Gd*d*d*d)/(8nD*D*D)=80000/(8*8*6*6*6)=5.79
$ s& D: T! J3 \8 ?; R$ H单圈弹簧刚度P=(Gd*d*d*d)/(8D*D*D)=80000/(8*6*6*6)=46.3
圈数N=GD/(8P'C*C*C)=80000/(8*5.79*6*6*6)=7.99 取8
: ]. k9 {' M7 g1 H: b, L节距t=H0*1.5d=(17.04-1.5*1)/8=1.94
! n! q* y8 h3 _5 B. r" |) q/ D' S& Kα=arctan(t/3.14*D)=arctan(1.94/3.14*6)=5.9度
+ l9 {* R: \- E& X4 t( g7 [" T6 R4 z长度L=(3.14*D*N)/cosα=3.14*6*10/cos5.9=21.28
自由高度H0=tn+1.5d=8*1.94+1.5=17.02
切应力i=K*{8D/(3.14*d*d*d)}*F=1.25*48/3.14*5.45
) ^* ]" g0 `. {! V8 n" h1 o  Q试验载荷F=3.14*D*D*D*i/8D=
最大变形量f=(8nD*D*DF)/(Gd*d*d*d)=(8*8*6*6*6*5.45)/80000=
/ k, y2 l/ E. Q" ^
, ^' y& l4 w$ ~" P
- N" j% X+ |1 |0 U" ^写的有点乱。就是。。我这样计算的。然后数值都不一样
/ Z& n& _& T* d# u& o6 I" B
: a* ~# r" w, a- _0 ^( Y/ N

bstronger

害怕伏枥 发表于 2016-4-28 09:59
% [1 x& n0 k$ O" O  z6 e: o2 `" o1、压缩弹簧计算，弹簧单圈刚度是牛鼻子。根据需要的工作负荷和许可的工作行程，得到弹簧单圈刚度，是压缩 ...

前辈。我在第一张图纸中计算展开长度的计算会不会有错误，其中式子是L=3.14*D*N/cosα=3.14*10*7/cos6.4o≈221.12
- L7 a% I: v  ~- ~+ Y中的D是指中径吗。我计算的时候代入的是中径，可是我查看弹簧手册的举例。则是外径。所以是不是我算错了，

雷老大

查询设计手册，上面有详细的介绍。

bstronger

雷老大 发表于 2016-5-6 15:33
查询设计手册，上面有详细的介绍。

* f# e* u( F. A; q$ Z- o前辈。我在第一张图纸中计算展开长度的计算会不会有错误，其中式子是L=3.14*D*N/cosα=3.14*10*7/cos6.4o≈221.12
/ l* f, E7 S7 d6 z  ~9 x中的D是指中径吗。我计算的时候代入的是中径，可是我查看弹簧手册的举例。则是外径。所以是不是我算错了，
/ Q" D3 ?* o2 r- B* ~, {8 ~
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