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扭杆弹簧的端部结构和有效长度 |
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扭杆弹簧的端部结构 扭杆是具有一定截面的直杆，其端部(安装连接部分)的形状如图1所示，常用的有花键形、细齿形和六角形 花键形有矩形花键和渐开线花键两种。由于渐开线花键具有自动定心作用，各齿力均匀，强度高，寿命长，故采用较多。细齿形实质上是模数较小、齿数较多的渐开线花键形。六角形传递扭矩效率不高，端部材料不能充分利用，但制造方便。目前细齿形应用最广 矩形和渐开线形花键的尺寸。根据扭杆直径由GB 1144—1987和GB 3478.1—1983确定 细齿形扭杆端部几何尺寸可参照下表 细齿形外径为扭杆直径的1.15~1.25倍，长度为扭杆直径的0.5~0.7倍 端部为六角形时，其对边距离约为扭杆直径的1.2倍，长度可取扭杆直径的1.0倍 为了减轻扭杆与端部交界处的应力集中，采用了圆弧或圆锥过渡。圆弧过渡时，圆弧半径应大于扭杆直径的3~5倍；圆锥过渡时，锥顶角2β可取30°左右，如图2所示。为了防止疲劳破坏，齿根处应有足够的圆角半径，并在整个宽度上啮合，以保证受力均匀。如扭杆构件刚性不足，会出现弯曲载荷，造成扭杆折损。为此，在扭杆的一端或两端加橡胶垫
图1扭杆弹簧的端部结构 |
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模数/mm |
齿数 |
齿顶圆直径 /mm |
齿根圆直径 (＞杆径)/mm |
模数/mm |
齿数 |
齿顶圆直径 /mm |
齿根圆直径 (＞杆径)/mm |
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0.75 |
10 |
15.00 |
13.50 |
0.75 |
43 |
23.00 |
31.50 |
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22 |
17.25 |
15.75 |
46 |
35.25 |
33.75 |
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25 |
19.50 |
18.00 |
49 |
37.50 |
36.00 |
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28 |
21.75 |
20.25 |
1.0 |
38 |
39.00 |
37.00 |
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31 |
24.00 |
22.50 |
40 |
41.00 |
39.00 |
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34 |
26.25 |
24.75 |
43 |
44.00 |
42.00 |
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37 |
28.50 |
27.00 |
46 |
47.00 |
45.00 |
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40 |
30.75 |
29.25 |
49 |
50.00 |
48.00 |
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图2 扭杆端部结构 |
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扭杆弹簧的有效工作长度 扭杆弹簧工作时，由于扭杆与端部过渡部分也发生扭转变形。因此，在设计时应将两端过渡部分换算成当量长度。圆形截面扭杆过渡部分的当量长度可从图3查得，扭杆的有效工作长度应是杆体长度加上两端过渡部分的当量长度： L＝l+2le
图3 过渡部分当量长度le |
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