1、根據發條彈簧圖樣所給的幾何參數校驗力三角形中負荷——變形之間的關系是否對應。
(1)按下列公式計算發條彈簧理論剛度:
(Ⅰ)
式中
P,——發條彈簧的理論剛度N/mm
G——發條彈簧材料的切變模量N/mm2
d——發條彈簧材料的直徑mm
D——發條彈簧中徑mm
N——發條彈簧圈數。
(2)按下列公式計算發條彈簧圖示剛度
(Ⅱ)
式中:
Pi,——發條彈簧的圖示剛度N/mm
P0、P1、P2——發條彈簧的工作負荷N/mm2
H0、H1、H2——發條彈簧負荷為P0、P1、P2時相應
高度mm
對發條彈簧P,=Pi,,如果P,≠Pi,,其剛度設計有差錯。對發條彈簧P,=P2-P1/H2-H1,如果
1
P,>P2-P1/H2-H1,其剛度應考慮初拉力的影響;若P,
2、根據大工作負荷校驗其時的內應力。
大工作負荷Pi時應力計算公式為:
(Ⅲ)
式中:
Ti---大工作負荷作用時的應力N/mm2
K——曲度系數,K=4C-1/4C-4+(0。615/C),C=D/d。
Pi——發條彈簧的工作負荷N,
D——發條彈簧中徑mm
d——材料直徑mm
如果Ti≦0。3σb(對I類發條彈簧)、Ti≦0。4σb(對II類發條彈簧)、Ti≦0。5σb(對III類
發條彈簧),設計是合理的。
3、為保證發條彈簧有足夠可靠的使用壽命還要進行強度校驗。
(1)受靜負荷作用或受交變負荷作用在1×103以下的發條彈簧,應進行靜強度驗算。這類發條彈簧
的靜強度系數n應滿足如下公式:
(Ⅳ)
式中:
n——系數
Ts——發條彈簧材料的扭轉N/mm2,對油淬火鋼絲,取0.55σb;對鉛浴冷拔鋼絲,取0.5σb。
Ti——受大工作負荷產生的應力N
(n)——許用系數,(n)取1.3~1.7或取1。8~2。 (根據設計精度定)。
(2)受交變負荷作用次數在1×106以上的重要發條彈簧,要進行疲勞強度驗算,其計算公式
為:
(Ⅴ)
式中:
n—疲勞強度系數
T0----發條彈簧材料的脈動疲勞限 N/mm2
Tmin----發條彈簧受小負荷產生的應力 N/mm2
Tmax--- 發條彈簧受大負荷產生的應力 N/mm2
(n)---- 許用系數,其T0選取按:負荷作用次數104/0。45σb;105/0。35 σb ;、106/0.33σb;107/0.30σb。為保證受交變負荷作用的重要發條彈簧的疲勞壽命,好采用古德曼疲勞圖進行效核