彈簧設計計算軟件

1、彈彈簧簧材材料料及及許許用用應應力力 表11-1-2 類別序號材料牌號 彈簧許用切應力許用彎曲應力 p,mpabp,mpa 類類類類類 鋼絲 1 碳素彈簧鋼絲 b、c、d級 2 特殊用途彈簧鋼絲 甲、乙、丙 365mn 460si2mn 560si2mna 660si2cra 770si3mna 865si2mnwa 5607459319311167 960si2cra 1050cra 1130w4crva 不銹鋼絲 121cr18ni9 324432540540677131cr18ni9ti 142cr18ni9 154cr13442588735735920 16cr17ni7al 4716

2、27785785981 17cr15ni7moal 18ni36crtial442588735735920 19ni42crti412550687687862 20co40crnimo5006668348341000 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，gpahrc 78.5197 475240250 71.5193-250300 75.5215485340300 73.5183-300 75.5197-40250 65.6186-60100 76.519740400 彈彈簧簧材材料料及及許許用用應應力力 安全閥參數(shù) 必要輸入項調整輸入項可選輸入項 一一

3、、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，cm2-平方厘米 1m2=10000 cm2=1550 in2,1kgf=2.2046 lb 1 psi=0.070308 kgf/cm2=0.006895 mpa 1 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

4、壓上限：5.6 kgf/cm2=0.549172 mpa=0.549172 n/mm2= 釋放油壓下限(最小負荷p1)：7.9 kgf/cm2=0.774725 mpa=0.774725 n/mm2= 釋放油壓上限(最大負荷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的安裝高度：8mm(即為：最小工作負荷p1下的高度h1=h0-f1) 安全閥彈簧工作時，開口量(壓縮長度)：0.5mm(即為：最大工作負荷pn下的高度hn=h0-

5、f1) 四四、受受力力分分析析： 1.安全閥安裝在泵頭位置時: 安全閥彈簧安裝入閥腔內，在安裝長度下所受開啟載荷：3.8 n(即為：最小工作負荷p1) 安全閥彈簧安裝入閥腔內，在開口量下所受工作載荷：4 n(即為：最大工作負荷pn) 2.1.安全閥安裝在后部泵蓋位置時:（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，在安裝長度下所受開啟載荷(=0.844油泵釋放油壓下的所受載荷): 3.2 n(即為：最小工作負荷p1) 安全閥彈簧安裝入閥腔內，在安裝長度下所受工作載荷：3.4 n(即為：最大工作負荷pn) 2.2.安全閥安裝在后部泵蓋位置時:（p

6、-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，在安裝長度下所受開啟載荷(=0.855油泵釋放油壓下的所受載荷): 3.2 n(即為：最小工作負荷p1) 安全閥彈簧安裝入閥腔內，在安裝長度下所受工作載荷：3.4 n(即為：最大工作負荷pn) 2.3.安全閥安裝在后部泵蓋位置時:（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，在安裝長度下所受開啟載荷(=0.946油泵釋放油壓下的所受載荷): 3.6 n(即為：最小工作負荷p1) 安全閥彈簧安裝入閥腔內，在安裝長度下所受工作載荷：3.8 n(即為：最大工作

7、負荷pn) 45.08733 psi 69.69335 psi 79.64954 psi 112.3627 psi 118.052 psi 安全閥參數(shù) (即為：最小工作負荷p1下的高度h1=h0-f1) (即為：最大工作負荷pn下的高度hn=h0-f1) (即為：最小工作負荷p1) (即為：最大工作負荷pn) 2.1.安全閥安裝在后部泵蓋位置時:（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，在安裝長度下所受開啟載荷(=0.844油泵釋放油壓下的所受載荷): (即為：最小工作負荷p1) (即為：最大工作負荷pn) 2.2.安全閥安裝在后部泵蓋位置

8、時:（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，在安裝長度下所受開啟載荷(=0.855油泵釋放油壓下的所受載荷): (即為：最小工作負荷p1) (即為：最大工作負荷pn) 2.3.安全閥安裝在后部泵蓋位置時:（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，在安裝長度下所受開啟載荷(=0.946油泵釋放油壓下的所受載荷): (即為：最小工作負荷p1) (即為：最大工作負荷pn) 圓柱螺旋壓縮彈簧計算 一一、工工作作參參數(shù)數(shù)： 最大工作負荷pn= 4 n 最小工作負荷p1=3.8 n 彈簧在閥腔內安

9、裝高度h=8.6 mm 由最小工作負荷p1到最大工作負荷pn時，可調的工作行程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： ni42crti計算時按類彈簧考慮。 查表11-1-2,得：p=412 mpa=412 n/mm2 g=61 gpa=61000 n/mm2 *通過p-13安全閥彈簧實際測量計算，g調整?。?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、計計算算簧簧絲絲直直徑徑：

10、d1.6*(pn*k*c)/p)(1/2)=0.432 mm調整取d=0.4 mm 五五、中中徑徑：內徑=2.6 mm外徑= d2=c*d=2.4 mm調整取d2=3 mm 六六、工工作作圈圈數(shù)數(shù)： 初算最大工作負荷下的變形fn=pn/p= 6 mm 初算n=(g*d4*fn)/(8*pn*d23)=10.8 圈調整取n=10.5 mm 七七、有有關關幾幾何何參參數(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位180度,推薦n0以0.5為尾數(shù). 總圈數(shù)n1

11、=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) 展開長度l=l*n1=(3.14*d2)2+t2)(1/2)*n1=118.7 mm 八八、驗驗算算穩(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負荷荷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

12、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、校校核核計計算算工工作作極極限限和和壓壓并并應應力力： j=b=k*(8*pb*d2)/(3.14*(d3)=895.7 n/mm2 按類彈簧考慮時，s=1.25*p=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) 109876543210 0 1 2 3 4 5 6 mm 圓錐形螺旋彈簧計算 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

13、.5 n/mm 支承圈數(shù)： ns1=1 圈 ns2=1 圈 一、選材： 不銹鋼： 1cr18ni9ti計算時按類彈簧考慮。 查表11-1-2,得：p=661.5 mpa=661.5 n/mm2 g=78.5 gpa=78500 n/mm2 j=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*c-4)+(0.615/c)=1.14 二、參數(shù)計算 序號項目單位數(shù)據(jù)公式 1有效圈數(shù)n圈4n=(g*d4)/(16*p*(r22+r12)*(r2+r1) 2壓并時圈間中心高度dmm5.45d=d*(1-(r2-r1)/n*d)2)(1/2) 3彈簧圈開

14、始接觸時的負荷pzn356.2pz=(g*d4)/(64*r23)*(t-d) 4彈簧圈開始接觸時的變形fzmm14.6fz=(n/(r2-r1)*(16*pz)/(g*d4)*(r24-r14) 5彈簧圈開始接觸時的應力zmpa287.4z=k*(16*r2)/(*d3)*pz 6彈簧圈完全壓并時的負荷pbn1202.15 pb=(g*d4)/(64*r13)*(t-d) 7彈簧圈完全壓并時的變形fbmm24.2fb=n*(t-d) 8彈簧圈完全壓并時的應力bmpa646.6b=k*(16*r1)/(*d3)*pb 9總圈數(shù)n1圈6n1=n+ns1+ns2 10 第n圈的平均半徑 r mm

15、27.5n=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 hn mm 11.5n=1hn=t*n 15hn23n=2hn=t*n 16hn34.5n=3hn=t*n 17hn46n=4hn=t*n 18有效圈數(shù)n時高度hnmm46hn=t*n=hn 19自由高度h0mm55h0=hn+1.5*d 20最大半徑側支承圈半徑r2mm31.27r2=r2+(ns2*d*(r2-r1)/(hn2+(r2-r1)2)(1/2) 21最小半徑側支承圈半徑r1mm18.7r1=r1-(ns1*d*(r2-r1)/(hn2+(r2-r1)2)(1/2) 22展開長度lmm942l=n1*(r2+r1) 負荷-變形曲線 2520151050 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 變形 f（mm） 負荷 p（n） 負荷-應力曲線 10008006004002000 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 應力 （mpa） 負荷 p（n） 備注 因r2-r1= 10 n*d=2