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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。( G0 ]0 q" q- G. j1 o
9 Z3 d, y% N& u/ J; L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。
5 t3 w, m! {. y! f# @8 Z2 Y; S6 P5 \5 o x1 i" ?( F/ a! E
弹簧相关的资料的简单介绍,不清楚的请参阅专业书籍。
9 n6 N. X% U9 t6 W
9 [6 O) F# M. b0 o0 T! T% y; e. W1、几何尺寸: l& F4 j* u. v0 H' z( F
d为钢丝的直径 s+ y8 R+ B; e4 m) e2 L; G
D2为弹簧的中径
+ O2 K0 ?0 A0 e9 U+ @' Q4 cD为弹簧的外径2 b6 M2 H5 Z5 g
C:弹簧的旋绕比,其值为D2/d
; } h8 v F4 B! o% an为有效圈数; i$ l3 Z' n1 z: j
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)
1 u% o- f8 q) W* P2 M) ]λ为工作行程
' N2 S( c6 X/ n# Q6 at为弹簧节距,其值为d+λ/n+0.1d
7 |6 \- i8 j6 d& s# ?δ为钢丝间距,值为t-d
, G$ O& t0 Y% wH0为弹簧的自由长度,值为nδ+( n0-0.5)d,我这取两端并紧磨平
; j- t4 p5 @2 i& K, rɑ为螺旋角,值为arctan(t/πD2)
$ J6 }# S8 u1 ?L钢丝的总长,为(πD2 n0)/cosɑ,我这只取压缩弹簧, J3 A8 O/ {( X* l' u5 `
% L% E1 ?# u3 {$ M5 D/ H
2、强度计算7 [4 S. O7 Q6 K, ]- D" D" n; X
切应力τ=K8F D2/πd3
: \0 [2 M8 ^/ B7 i3 h6 ^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。# m; a" n \1 \) C, j
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。9 x: U1 j0 {9 J0 N0 {8 q: B1 R
5 i# |3 p6 T' K7 V( K3、我的part的使用说明。; `8 X h; G; G% p1 t8 x
A, 点“再生”重新生成PART
: S" p8 r, t! T% ~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。
( F- d; J3 j) TC, 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8 k' `9 p1 T" l
有效圈数 5.909091e+00 3 ?4 H1 B6 K$ r) U
弹力 3.178640e+00
4 K% h a5 t3 s切应力 4.027747e+02
9 L- Y; E# U) U% f. i# O1 ?6 }! P通过与材料的屈服极限可验证静强度。
0 j" U5 | x1 m1 `2 q" Q
4 w* {- R9 \3 t7 b0 w
4 y' L( p& G. o4 G; P7 Q, B# A4 d$ a7 [+ a$ `7 D* R
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) ]# t: w5 r8 n$ N3 {! z% t% c4 g4 |$ Y* c4 X* `
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press-spring.prt.rar
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