壓簧設(shè)計(jì)計(jì)算

1、彈彈簧簧材材料料及及許許用用應(yīng)應(yīng)力力表11-1-2類別序號(hào)材料牌號(hào)彈簧許用切應(yīng)力許用彎曲應(yīng)力p,MpaBP,Mpa類類類類類鋼絲1碳素彈簧鋼絲B、C、D級(jí)2特殊用途彈簧鋼絲甲、乙、丙365Mn460Si2Mn560Si2MnA660Si2CrA770Si3MnA865Si2MnWA5607459319311167960Si2CrA1050CrA1130W4CrVA不銹鋼絲121Cr18Ni9324432540540677131Cr18Ni9Ti142Cr18Ni9154Cr1344258873573592016Cr17Ni7Al47162778578598117Cr15Ni7MoAl18Ni3

2、6CrTiAl44258873573592019Ni42CrTi41255068768786220Co40CrNiMo5006668348341000剪切彈性模量彈性模量推薦硬度 推薦使用特性及用途范圍溫度G,GpaE，GpaHRC78.519747524025071.5193-25030075.521548534030073.5183-30075.5197-4025065.6186-6010076.519740400彈彈簧簧材材料料及及許許用用應(yīng)應(yīng)力力安全閥參數(shù)必要輸入項(xiàng)調(diào)整輸入項(xiàng)可選輸入項(xiàng)一一、單單位位換換數(shù)數(shù)說說明明：PSI-磅/平方英寸(壓差),lb-磅,in2-平方英寸,m2-平方米

3、，cm2-平方厘米1m2=10000 cm2=1550 in2,1kgf=2.2046 lb1 PSI=0.070308 kgf/cm2=0.006895 Mpa1 kgf/cm2=0.098067 Mpa=0.098067 N/mm2=14.22313 PSI二二、油油泵泵額額定定參參數(shù)數(shù)：工作油壓：3.17 kgf/cm2=0.310871 Mpa=0.310871 N/mm2=最大油壓下限：4.9 kgf/cm2=0.480526 Mpa=0.480526 N/mm2=最大油壓上限：5.6 kgf/cm2=0.549172 Mpa=0.549172 N/mm2=釋放油壓下限(最小負(fù)荷P1

4、)：7.9 kgf/cm2=0.774725 Mpa=0.774725 N/mm2=釋放油壓上限(最大負(fù)荷Pn)：8.3 kgf/cm2=0.813952 Mpa=0.813952 N/mm2=三三、安安全全閥閥幾幾何何參參數(shù)數(shù)：安全閥入油口直徑：2.5 mm，閥口截面積=4.906 mm2安全閥彈簧安裝入閥腔內(nèi)的安裝高度：8mm(即為：最小工作負(fù)荷P1下的高度H1=H0-F1)安全閥彈簧工作時(shí)，開口量(壓縮長(zhǎng)度)：0.5mm(即為：最大工作負(fù)荷Pn下的高度Hn=H0-F1)四四、受受力力分分析析：1.安全閥安裝在泵頭位置時(shí):安全閥彈簧安裝入閥腔內(nèi)，在安裝長(zhǎng)度下所受開啟載荷：3.8 N(即為：

5、最小工作負(fù)荷P1)安全閥彈簧安裝入閥腔內(nèi)，在開口量下所受工作載荷：4 N(即為：最大工作負(fù)荷Pn)2.1.安全閥安裝在后部泵蓋位置時(shí):（P-20與流道壓比量：0.844、=4/5油泵釋放油壓下的所受載荷）安全閥彈簧安裝入閥腔內(nèi)，在安裝長(zhǎng)度下所受開啟載荷(=0.844油泵釋放油壓下的所受載荷):3.2 N(即為：最小工作負(fù)荷P1)安全閥彈簧安裝入閥腔內(nèi)，在安裝長(zhǎng)度下所受工作載荷：3.4 N(即為：最大工作負(fù)荷Pn)2.2.安全閥安裝在后部泵蓋位置時(shí):（P-42與流道壓比量：0.855、=4/5油泵釋放油壓下的所受載荷）安全閥彈簧安裝入閥腔內(nèi)，在安裝長(zhǎng)度下所受開啟載荷(=0.855油泵釋放油壓下的

6、所受載荷):3.2 N(即為：最小工作負(fù)荷P1)安全閥彈簧安裝入閥腔內(nèi)，在安裝長(zhǎng)度下所受工作載荷：3.4 N(即為：最大工作負(fù)荷Pn)2.3.安全閥安裝在后部泵蓋位置時(shí):（P-09與流道壓比量：0.946、=4/5油泵釋放油壓下的所受載荷）安全閥彈簧安裝入閥腔內(nèi)，在安裝長(zhǎng)度下所受開啟載荷(=0.946油泵釋放油壓下的所受載荷):3.6 N(即為：最小工作負(fù)荷P1)安全閥彈簧安裝入閥腔內(nèi)，在安裝長(zhǎng)度下所受工作載荷：3.8 N(即為：最大工作負(fù)荷Pn)45.08733 PSI69.69335 PSI79.64954 PSI112.3627 PSI118.052 PSI安全閥參數(shù)(即為：最小工作負(fù)荷

7、P1下的高度H1=H0-F1)(即為：最大工作負(fù)荷Pn下的高度Hn=H0-F1)(即為：最小工作負(fù)荷P1)(即為：最大工作負(fù)荷Pn)2.1.安全閥安裝在后部泵蓋位置時(shí):（P-20與流道壓比量：0.844、=4/5油泵釋放油壓下的所受載荷）安全閥彈簧安裝入閥腔內(nèi)，在安裝長(zhǎng)度下所受開啟載荷(=0.844油泵釋放油壓下的所受載荷):(即為：最小工作負(fù)荷P1)(即為：最大工作負(fù)荷Pn)2.2.安全閥安裝在后部泵蓋位置時(shí):（P-42與流道壓比量：0.855、=4/5油泵釋放油壓下的所受載荷）安全閥彈簧安裝入閥腔內(nèi)，在安裝長(zhǎng)度下所受開啟載荷(=0.855油泵釋放油壓下的所受載荷):(即為：最小工作負(fù)荷P1

8、)(即為：最大工作負(fù)荷Pn)2.3.安全閥安裝在后部泵蓋位置時(shí):（P-09與流道壓比量：0.946、=4/5油泵釋放油壓下的所受載荷）安全閥彈簧安裝入閥腔內(nèi)，在安裝長(zhǎng)度下所受開啟載荷(=0.946油泵釋放油壓下的所受載荷):(即為：最小工作負(fù)荷P1)(即為：最大工作負(fù)荷Pn)圓柱螺旋壓縮彈簧設(shè)計(jì)一一、工工作作參參數(shù)數(shù)：最大工作負(fù)荷Pn=4 N最小工作負(fù)荷P1=3.8 N彈簧在閥腔內(nèi)安裝高度h=8.6 mm由最小工作負(fù)荷P1到最大工作負(fù)荷Pn時(shí)，可調(diào)的工作行程h=0.3 mm說明：工作行程h即是安全閥打開區(qū)間F1-Fn之間的行程。F1-Fn為安全閥打開的最小力與最大力。二二、選選材材：不銹鋼：

9、Ni42CrTi計(jì)算時(shí)按類彈簧考慮。查表11-1-2,得：p=412 Mpa=412 N/mm2G=61 Gpa=61000 N/mm2*通過P-13安全閥彈簧實(shí)際測(cè)量計(jì)算，G調(diào)整?。?1，理論值為：65.6三三、查查表表6-1,初初選選旋旋繞繞比比C=C=6曲度系數(shù)K=(4*C-1)/(4*C-4)+(0.615/C)=1.25四四、計(jì)計(jì)算算簧簧絲絲直直徑徑：d1.6*(Pn*K*C)/p)(1/2)=0.432 mm調(diào)整取d=0.4 mm五五、中中徑徑：內(nèi)徑=2.6 mm外徑=D2=C*d=2.4 mm調(diào)整取D2=3 mm六六、工工作作圈圈數(shù)數(shù)：初算最大工作負(fù)荷下的變形Fn=Pn/P=6

10、mm初算n=(G*d4*Fn)/(8*Pn*D23)=10.8 圈調(diào)整取n=10.5 mm七七、有有關(guān)關(guān)幾幾何何參參數(shù)數(shù)：初算節(jié)距t=d+(Fn/n)=1 mm，一般取t=(D/3D/2)調(diào)整取t=1.23 mm端部并緊不磨平，取支承圈n2=1 圈即為了使彈簧受力后變形均勻,彈簧兩端尖端處最好錯(cuò)位180度,推薦n0以0.5為尾數(shù).總?cè)?shù)n1=n+2*n2=12.5 圈自由高度H0=n*t+3*d=14.1 mm并緊高度Hb=(n+3)*d=5.4 mm螺旋角=arctag(t/(3.14*D2)=0.13 弧度=7.45 度，推薦a=(69度)展開長(zhǎng)度L=l*n1=(3.14*D2)2+t2)

11、(1/2)*n1=118.7 mm八八、驗(yàn)驗(yàn)算算穩(wěn)穩(wěn)定定性性：高徑比b=H0/D2=4.7 Pn，基本滿足要求。二二、材材料料工工作作極極限限負(fù)負(fù)荷荷Pj:Pj:Pj=(3.14*d3)/(8*K*D2)*s=3.45 NPn，基本滿足要求。三三、彈彈簧簧剛剛度度：彈簧要求剛度P=(Pn-P1)/h= 0.666667 N/mm彈簧理論剛度P=(G*d4)/(8*D23*n)=0.69 N/mmP=P與要求剛度接近，符合要求。四四、校校核核計(jì)計(jì)算算工工作作極極限限和和壓壓并并應(yīng)應(yīng)力力：j=b=K*(8*Pb*D2)/(3.14*(d3)=895.7 N/mm2按類彈簧考慮時(shí)，s=1.25*p=

12、515 N/mm2，所以j=P與要求剛度接近，符合要求。彈簧工作圖數(shù)據(jù)1098765432100123456mm圓錐形螺旋彈簧計(jì)算原始條件彈簧類型：等節(jié)距圓錐彈簧彈簧絲直徑d=6 mm大圈半徑R2=30 mm小圈半徑R1=20 mm節(jié)距t=11.5 mm接觸前彈簧剛度P=24.5 N/mm支承圈數(shù)：ns1=1 圈ns2=1 圈一、選材：不銹鋼： 1Cr18Ni9Ti計(jì)算時(shí)按類彈簧考慮。查表11-1-2,得：p=661.5 Mpa=661.5 N/mm2G=78.5 Gpa=78500 N/mm2j=1.12*p=740.9 Mpa查表6-1,初選旋繞比C=10曲度系數(shù)K=(4*C-1)/(4*

13、C-4)+(0.615/C)=1.14二、參數(shù)計(jì)算序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)公式1有效圈數(shù)n圈4n=(G*d4)/(16*P*(R22+R12)*(R2+R1)2壓并時(shí)圈間中心高度dmm5.45d=d*(1-(R2-R1)/n*d)2)(1/2)3彈簧圈開始接觸時(shí)的負(fù)荷PZN356.2PZ=(G*d4)/(64*R23)*(t-d)4彈簧圈開始接觸時(shí)的變形FZmm14.6FZ=(n/(R2-R1)*(16*PZ)/(G*d4)*(R24-R14)5彈簧圈開始接觸時(shí)的應(yīng)力ZMpa287.4Z=K*(16*R2)/(*d3)*PZ6彈簧圈完全壓并時(shí)的負(fù)荷PbN1202.15 Pb=(G*d4)/(64*R1

14、3)*(t-d)7彈簧圈完全壓并時(shí)的變形Fbmm24.2Fb=n*(t-d)8彈簧圈完全壓并時(shí)的應(yīng)力bMpa646.6b=K*(16*R1)/(*d3)*Pb9總?cè)?shù)n1圈6n1=n+ns1+ns210第n圈的平均半徑Rmm27.5n=1R=R2-(R2-R1)*(n/n)11R25n=2R=R2-(R2-R1)*(n/n)12R22.5n=3R=R2-(R2-R1)*(n/n)13R20n=4R=R2-(R2-R1)*(n/n)14第n圈的高度Hnmm11.5n=1Hn=t*n15Hn23n=2Hn=t*n16Hn34.5n=3Hn=t*n17Hn46n=4Hn=t*n18有效圈數(shù)n時(shí)高度H

15、nmm46Hn=t*n=Hn19自由高度H0mm55H0=Hn+1.5*d20最大半徑側(cè)支承圈半徑R2mm31.27R2=R2+(ns2*d*(R2-R1)/(Hn2+(R2-R1)2)(1/2)21最小半徑側(cè)支承圈半徑R1mm18.7R1=R1-(ns1*d*(R2-R1)/(Hn2+(R2-R1)2)(1/2)22展開長(zhǎng)度Lmm942L=n1*(R2+R1)負(fù)荷-變形曲線25201510500200400600800100012001400變形 F（mm）負(fù)荷 P（N）負(fù)荷-應(yīng)力曲線100080060040020000200400600800100012001400應(yīng)力 （Mpa）負(fù)荷 P（N）備注因R2-R1=10