圆柱压缩弹簧的设计浅议（附PROE参数PART档）

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以下附件来自网络流传的PROE零件库（包括螺丝，法兰，齿轮等）中的压缩弹簧，经本人略作修改而成。未作严格测试，请斟酌下载。另，感谢原作者，虽然已经找不到为何人也。

压缩弹簧的应用非常的广泛。本文无意在弹簧的设计各方面都作深入的分析，而是结合proe中的参数化设计，谈谈弹簧设计时如何更快捷、简便。
3 g) Q  K5 C7 @8 a2 ]* s
弹簧相关的资料的简单介绍，不清楚的请参阅专业书籍。
# M* W$ i8 q9 }+ y6 @' F
1、几何尺寸
d为钢丝的直径
D2为弹簧的中径
D为弹簧的外径
# G( E3 S' t3 O/ ]$ ^C：弹簧的旋绕比，其值为D2/d
! J4 T, A: R! `) jn为有效圈数
n0有为总圈数，其值为n+2（3/4~5/4），我这part档里取值为n+2（对于小直径的冷卷簧）
% x  r; ]$ ^' ]8 Jλ为工作行程
6 O5 A4 R' ]9 F1 Nt为弹簧节距，其值为d+λ/n+0.1d
δ为钢丝间距，值为t-d
- q8 w* y; N# S7 LH0为弹簧的自由长度，值为nδ+( n0-0.5)d，我这取两端并紧磨平
ɑ为螺旋角，值为arctan（t/πD2）
L钢丝的总长，为（πD2 n0）/cosɑ，我这只取压缩弹簧

0 Z9 H/ K5 @: R4 ~2、强度计算
. L5 u7 y2 D" R8 K: d& x) B切应力τ=K8F D2/πd3
K=0.615/C+(4C-1)/(4C-4)，于是，用此切应力对比与材料的屈服极限即可验证静强度。关于疲劳强度的验算，请参看书籍，不赘述。
工作行程λ可以这样求:8nFC3/Gd，其中G为切变模量。根据这个公式，我们可得出压缩量与F（弹力）、钢丝直径、旋绕比、有效圈数等的关系。

3、我的part的使用说明。
A，        点“再生”重新生成PART
B，        会出现提示，输入，钢丝直径，外径，工作行程，长度（非材料长度）。为什么要这样设定？我是基于这样的考虑，从上面的知识和公式，我们可以知道，丝径与旋绕比与压缩量与总长与有效圈数都是很有关系的。但我们在实践中，一般就只要知道，压缩量与总长，丝径与外径就大致了解一个弹簧是什么样了。根据实际，一般我们要估计丝径与外径（请按公式或参看其他资料），然后呢，要根据自己的弹簧应用的场合的力学需要，来选压缩量和长度，当然也可自己先估计压缩与总长，再反推出力的大小。总之，弹簧相关的参数是互相依存的，我在这里把有效圈数不作为输入，但是在信息下拉菜单里可以自己调出，作为参考。F以及τ亦作如此处理。这样，大家，输入参数后，生成的part里可以验算出你的设计是否合适，如不行，可再改，直到OK。
C，        举例，默认的状态下钢丝0.5，外径6，压缩5，总长9mm，模量80000Mpa，在proe的“信息”下拉菜单里点击“关系和参数”可看到如下些参数
有效圈数                      5.909091e+00      
* [' u) t: _+ ^4 b' \% `) A5 {& H2 N) d弹力                        3.178640e+00      
7 K$ j& Q5 _5 b& B/ R% d# O' s& |5 H切应力                       4.027747e+02      
通过与材料的屈服极限可验证静强度。
/ n1 p& l  |! w( ^# y0 r; V- W4 t
9 L+ N6 F7 K5 b% b3 _

9 A' W) _, k' A6 H/ n
* V- H5 e2 t- b
# {' I# t2 O( ^0 l4 R9 V
9 x) d2 |# @9 x3 J4 k( W
* V( L/ M/ ~* D& N& ^

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2010-9-29 14:04 上传

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模糊好汗

好东西，学习学习

ldrmzgr

好文档，感谢楼主！
9 H$ K  d: Z( h1 o. Q' V

kubile0007

每个人都有一首属于自己的歌，不是因为歌的旋律有多动听或歌词写的有多美，而是因为这首歌在说着你的故事！
5 s& m$ M: _- C$ i3 L
嘎嘎
% q) O5 e1 c9 E: Z, f0 s: \

fsgmqiu2391

好东西，学习学习,感谢楼主！
4 g1 L9 m  o' @! m: e. H

pzhai

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