等应力蜗卷螺旋弹簧的计算

试设计原始条件b、h、R₂、R₁、P' 的数值与前两例完全一致的等应力蜗卷螺旋弹簧。这里，令弹簧两端的支承圈各为3/4圈

由于ξ₁、ξ₂、n、R_i、R'₂、R'₁、l_i、l'₂、l'₁诸值在等螺旋角蜗卷螺旋弹簧计算中业已求出，其值与本例相同，现仅就α_i、H_i、P_i、τ_i、F_i等尚需重新计算的项目列入表1中

表1

项目

单位

公式及数据

参

数

计

算

弹簧圈n_i的螺旋角α_i

(°)

从大端到弹簧圈n_i的自由高度H_i

mm

弹簧圈n_i开始接触时弹簧所受的载荷P_i

N

弹簧圈n_i接触后弹簧的变形F_i

mm

弹簧圈n_i接触后的应力τ_i

MPa

根据表1所得等应力蜗卷螺旋弹簧的主要尺寸、载荷、变形和应力列于表2

表2

n_i

R_i/mm

H_i/mm

P_i/N

F_i/mm

τ_i/MPa

n_i

R_i/mm

H_i/mm

P_i/N

F_i/mm

τ_i/MPa

0

43.0

28

1260

26.5

417

3.0

25.6

56.2

2116

33.4

430

0.5

40.1

34.8

3.5

22.7

58.5

1.0

37.2

40.6

1456

29.6

420

4.0

19.8

60.3

2736

34.3

439

1.5

34.3

45.6

4.5

16.9

61.6

2.0

31.4

49.9

1725

31.9

424

5.0

14.0

62.5

3870

34.5

456

2.5

28.5

53.4

图1是根据表2所列数值绘制的等应力蜗卷螺旋弹簧的几何尺寸(图a)，弹簧材料尺寸(图b)，图2为所设计弹簧的特性曲线及载荷与应力的关系曲线

图1  等应力蜗卷螺旋弹簧计算例题图

图2  弹簧的特性曲线及载荷和应力的关系曲线