
弹簧是使用面很广的一种零件,在一些教科书及手册中,关于它的设计计算公式却较为繁
笔者在多年的教学及生产实践中摸索出一种较为简捷的计算方法(见本文式(1)、(2))1
只要根据材料直径d、弹簧中径D、节距t、得到旋绕比C=DΠd,单圈变形量f(f=FΠn)与材
料直径d之比fΠd;代入曲度系数K=4c-1+0.615,切变模量G,应用式(2)即可计算出弹簧
由式(2)可见,在材料的切变模量G相同时,不同的材料直径d和弹簧中径D的圆柱螺旋
弹簧,只要旋绕比C=DΠd相同,单圈变形量f和材料直径d之比fΠd也相同时,此时弹簧的切应力也一定相同1式(1)中的节径比tΠd实际上就是单圈变形量f为最大值fmax(弹簧并圈)时
常用的70.65Mn等碳素弹簧钢丝、50CrVA、60Si2MnA等合金弹簧钢丝的切变模量G均为
78400NΠmm2,圆柱螺旋弹簧的旋绕比C一般在4~14的范围内1所以就可按照式(2)将切变模量G=78400NΠmm2、旋绕比C=4~14、切应力τ=1000NΠmm2时的单圈变形量f′与材料直径d之比f′Πd列成见表11应用时只要根据设计需要或测量实物时得到的材料直径d、弹簧中径D、节距t或单圈变形量f,经简单的计算即可得到准确的切应力数值1
例2:弹簧外形尺寸同上例1若材质为不锈钢弹簧钢丝1Cr18Ni9,试计算弹簧压并时的切