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        圓柱螺旋扭轉彈簧設計計算軟件

        圓柱螺旋扭轉彈簧設計計算軟件
          目前,廣泛應用的彈簧應力和變形的計算公式是根據材料力學推導出來的。若無一定的實際經驗,很難設計和制造出高精度的彈簧,隨著設計應力的提高,以往的很多經驗不再適用。例如,彈簧的設計應力提高后,螺旋角加大,會使彈簧的疲勞源由簧圈的內側轉移到外側,所有的計算也只是給我們一個大的方向從而減少研發成本。
          
          下面我給大家介紹下大至的計算方法。(見圖)
          
          螺旋線圈構成的圓柱形彈簧,工作線圈間為恒定間距,能夠承受垂直于環繞軸沿著卷繞方向和反方向的扭力。線徑大于16mm的彈簧通常為冷卷。熱成型彈簧用于強負載的直徑大于10mm的較大尺寸彈簧。
          
          備注:該計算設計用于線圈卷繞方向的扭轉負載,不計入彈簧內部或外部導向零件的支撐效果。也不計入出現的摩擦效果。線圈之間的可能的摩擦也不計入在內。
          
          適合中低負載
          
          線性工作特性
          
          相關低彈簧系數
          
          低費用
          
          扭簧按兩種基本設計制造:緊和松(線圈間隙)。如果是靜態負載,緊湊的線圈為推薦選項。但是,工作線圈之間出現摩擦,這將導致彈簧壽命減少。另外,線圈的過于接近的間隙阻止彈簧完美噴丸。
          
          備注: 承載負載過程中,在卷繞方向上的負載彈簧長度增加。熱成型彈簧通常一定在線圈之間會有間隙。
          
          c=彈簧指數(c=D/d; c=D/t) [-]
          
          b=線寬[單位:mm, in]
          
          d=線徑[單位:mm, in]
          
          D=中心彈簧直徑[單位:mm, in]
          
          M=彈簧負載[Nmm, lb in]
          
          E=拉伸彈性模量[MPa, psi]
          
          k=扭轉彈簧率[Nmm/°, lb in/°]
          
          Kb=曲線修正因數[-]
          
          LK=卷繞部分的長度[單位:mm, in]
          
          n=工作線圈數[-]
          
          p=線圈間距[單位:mm, in]
          
          t=線厚度[單位:mm, in]
          
          a=角度偏移 [°]
          
          d0=自由彈簧的角度[°]
          
          s=彈簧材料的彎曲應力 [MPa, psi]
          
          曲線修正因數
          
          修正因數顯示彈簧來自曲線的額外應力
          
          彈簧功能尺寸
          
          扭簧的功能變形(引腳偏轉)導致其尺寸變化。負載下沿著卷繞方向的彈簧直徑減小。
          
          D"=D*n/((n+a)/360))
          
          另外:封閉卷繞彈簧長度增加
          
          L"=LK+d*(a/360)
          
          彈簧指數 c 4 - 16
          
          外徑 De max. 350 mm
          
          工作線圈數 n min. 2
          
          比率 b/t 1 - 10
          
          卷繞部分長度 LK max. 800 mm
          
          長細比 LK/D 1 - 10
          
          考慮到應力集中的可能性發生,扭簧引腳的形狀一定越簡單越好。扭簧中使用的基本引腳類型可以參看下圖。引腳設計的選擇依據所需的彈簧安裝方式,其尺寸以及所需的負載點到彈簧軸心的距離,同時,支撐引腳和工作引腳也會有所不同。
          
          A) 直線相切引腳
          
          B) 直線軸向引腳
          
          C) 法向外部引腳
          
          D) 法向內部引腳
          
          如果引腳全被固定,扭轉彈簧線圈產生工作角度。如果一端引腳自由,負載時引腳彎曲。這將使引腳角度偏轉量增加。引腳彎曲總量隨著引腳長度的增加而增加。引腳固定安裝增加了計算的精度,同時提高了彈簧的功能。

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