1、根据发条弹簧图样所给的几何参数校验力三角形中负荷——变形之间的关系是否对应。
(1)按下列公式计算发条弹簧理论刚度:
(Ⅰ)
式中
P,——发条弹簧的理论刚度N/mm
G——发条弹簧材料的切变模量N/mm2
d——发条弹簧材料的直径mm
D——发条弹簧中径mm
N——发条弹簧圈数。
(2)按下列公式计算发条弹簧图示刚度
(Ⅱ)
式中:
Pi,——发条弹簧的图示刚度N/mm
P0、P1、P2——发条弹簧的工作负荷N/mm2
H0、H1、H2——发条弹簧负荷为P0、P1、P2时相应
高度mm
对发条弹簧P,=Pi,,如果P,≠Pi,,其刚度设计有差错。对发条弹簧P,=P2-P1/H2-H1,如果
1
P,>P2-P1/H2-H1,其刚度应考虑初拉力的影响;若P,
2、根据大工作负荷校验其时的内应力。
大工作负荷Pi时应力计算公式为:
(Ⅲ)
式中:
Ti---大工作负荷作用时的应力N/mm2
K——曲度系数,K=4C-1/4C-4+(0。615/C),C=D/d。
Pi——发条弹簧的工作负荷N,
D——发条弹簧中径mm
d——材料直径mm
如果Ti≦0。3σb(对I类发条弹簧)、Ti≦0。4σb(对II类发条弹簧)、Ti≦0。5σb(对III类
发条弹簧),设计是合理的。
3、为保证发条弹簧有足够可靠的使用寿命还要进行强度校验。
(1)受静负荷作用或受交变负荷作用在1×103以下的发条弹簧,应进行静强度验算。这类发条弹簧
的静强度系数n应满足如下公式:
(Ⅳ)
式中:
n——系数
Ts——发条弹簧材料的扭转N/mm2,对油淬火钢丝,取0.55σb;对铅浴冷拔钢丝,取0.5σb。
Ti——受大工作负荷产生的应力N
(n)——许用系数,(n)取1.3~1.7或取1。8~2。 (根据设计精度定)。
(2)受交变负荷作用次数在1×106以上的重要发条弹簧,要进行疲劳强度验算,其计算公式
为:
(Ⅴ)
式中:
n—疲劳强度系数
T0----发条弹簧材料的脉动疲劳限 N/mm2
Tmin----发条弹簧受小负荷产生的应力 N/mm2
Tmax--- 发条弹簧受大负荷产生的应力 N/mm2
(n)---- 许用系数,其T0选取按:负荷作用次数104/0。45σb;105/0。35 σb ;、106/0.33σb;107/0.30σb。为保证受交变负荷作用的重要发条弹簧的疲劳寿命,好采用古德曼疲劳图进行效核