文档介绍：基于弹簧设计方面的总结
弹簧是重要的机械零件之一,作为一种具有弹力的机械元件,它广泛用于各种机械装置及机构中。它主要有以下功能:控制机械运动、吸收振动和冲击能量、储存能量、测量力的大小等。按照受力性质,弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧。按照弹簧的形状又可分为螺旋弹簧、蝶形弹簧、板弹簧、盘簧等。以我厂包装架为例,它可概括为:控制包装架减振部分运动作用的螺旋压缩弹簧。弹簧的失效会使设备的部件失效,影响整个系统的功能。本文将基于我厂用的旋转压缩弹簧的特性来叙述其设计过程。
在设计弹簧时,主要根据设计要求来确定所选择的弹簧钢丝的直径d,中径D2、工作圈数n、节距t或螺旋升角a和高度H等。通常取弹簧钢丝直径d,中径D2和弹簧圈数n为最优化设计的设计变量。在确定弹簧的本身参数后,依据计算公式得出弹簧的刚度、频率及压缩量等结果。下文将从弹簧材料选择、制作工艺、检验项目等方面进行总结。
弹簧材料
目前应用最广泛的弹簧材料就是弹簧钢,其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等,另外有不锈钢弹簧丝及青铜丝。我厂包装架采用硅锰弹簧钢,该种弹簧钢弹性好,回火稳定,易脱碳,适于做受大载荷的弹簧,与我厂的实际情况相符。
2、弹簧材料参数的计算
。弹簧设计中,旋绕比(或称弹簧指数)C是最重要的参数之一。C=D2/d,旋绕比越小,其刚度越大,弹簧越硬,弹簧内外侧的应力相差越大,材料利用率低;反之弹簧越软。常用弹簧旋绕比的选取参见下表。
弹簧丝直径d(mm)
~
~1
~
~6
7~16
18~40
C
7~14
5~12
5~10
4~10
4~8
4~6
:

(对压缩弹簧)
(对拉伸弹簧)
式中:λmax ------弹簧的最大变形量;
----------最大变形时相邻两弹簧丝间的最小距离,。