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各弹簧的参数尺寸及计算方法

作者:跳跳虎 来源:www.wzshth.com 发布于:2020-10-12 10:38:46
一、小型圆柱螺旋拉伸弹簧尺寸及参数

  1、弹簧的工作图及形式

  1.1 工作图样的绘制按GB4459、4规定。

  1.2 弹簧的形式分为A型和B型两种。

  2、材料弹簧材料直径为0.16~0.45mm,并规定使用GB4357中B组钢丝或YB(T)11中B组钢丝。采用YB(T)11中B组钢丝时,需在标记中注明代号“S”。

  3、制造精度弹簧的刚度、外径、自由长度按GB1973规定的3级精度制造。如需按2级精度制造时,加注符号“2”,但钩环开口尺寸均按3级精度制造。

  4、旋向弹簧的旋向规定为右旋。如需左旋应在标记中注明“左”。

  5、钩环开口弹簧钩环开口宽度a为0.25D~0.35D。注:D为弹簧中径。

  6、表面处理

  6.1采用碳素弹簧钢丝制造的弹簧,表面一般进行氧化处理,但也可进行镀锌、镀镉、磷化等金属镀层及化学处理。其标记方法应按GB1238的规定。

  6.2采用弹簧用不锈钢丝制造的弹簧,必要时可对表面进行清洗处理,不加任何标记。

  7、标记

  7.1标记的组成 弹簧的标记由名称、型式、尺寸、标准编号、材料代号(材料为弹簧用不锈钢丝时)以及表面处理组成。规定如下:

  7.2标记示例

  例1:A型弹簧,材料直径0.20mm,弹簧中径3.20mm,自由长度8.80mm,左旋,刚度、外径和自由长度的精度为2级,材料为碳素弹簧钢丝B组,表面镀锌处理。

  标记:拉簧 A0.20*3.20*8.80-2左 GB1973.2——89-D-Zn

  例2:B型弹簧,材料直径0.40mm,弹簧中径5.00mm,自由长度17.50mm,右旋,刚度、外径和自由长度的精度为3级,材料为弹簧用不锈钢丝B组。

  标记:拉簧 B0.40*5.00*17.50 GB1973.2--89-S

  8、计算依据标准中的计算采用如下基本公式:

  切应力(N/mm?):τ=(8PDK)/(πd?)

  变形量(mm):F=(8PD?n)/ Gd4

  弹簧钢度(N/mm):P′=P/ F=(Gd4)/(8D?n)

  曲度系数:K =(4C-1)/(4C-4)+ (0.615)/C

  旋转比:C =D/d 自由长度(mm):H。=(n+1.5)d+ 2Dι

  弹簧钢丝展开长度(mm):L≈(n + 2)πD

  弹簧单件质量(mg):m≈(πd?/4)Lρ

  注:ρ为弹簧材料密度,取ρ=7.85mg/mm?。初拉力P的计算公式与初应力τ。的选取范围:P。=(πd?/8D)τ。

  ∵ P。=(πd?/8D)π。取π。C≈60,

  则:P。=(πd?/8D)·(60/C)=(23.56d4)/D? 式中:D为弹簧的中径。

  当选取初拉力时,推荐初拉力τ。值在图A1阴影区域内选取。本标准中的τ。是按照关系式τ。C≈60确定的,即取τ。上下限的近似中点而算出P。值。

二、小型圆柱螺旋压缩弹簧 尺寸及参数

  1、弹簧的工作图及型式

  1.1 工作图样的绘制按GB 4459.4的规定。

  1.2 弹簧的形式分为两端圈并紧不模型(YⅡⅠ)和两端圈并紧磨平型(YⅠ)两种。

  2、材料 弹簧材料直径为0.16 ~ 0.45mm,并规定使用GB4357中B组钢丝或YB(T)11中B组钢丝。当采用YB(T)11中的B组钢丝时,需在标记中注明代号“S”。

  3、弹簧如需设置芯轴或套筒时,其尺寸按图3及表1规定。

  4、制造精度 弹簧的刚度、外径、自由高度按GB1973规定的3级精度制造。如果按2级精度制造时。则加注符号“2”。但两端面对外廓素线的垂直度按3级精度制造。

  5、旋转 弹簧的旋向规定为右旋。当需要左旋时,应在标记中注名“左”。

  6、表明处理

  6.1采用碳素弹簧钢丝制造的弹簧,表面一般进行氧化处理,但也可以进行镀锌、镀镉、磷化等金属镀层及化学处理,其标记方法应按GB1238的规定。

  6.2采用不锈钢丝制造的弹簧,必要时可对表面进行清洗处理,不加任何标记。

  7、标记

  7.1标记的组成 弹簧的标记由名称、形式、尺寸、标准编号,材料牌号以及表面处理组成,规定如下:

  名称 形式、尺寸、精度及旋转 标准编号 材料牌号 表面处理

  7.2标记示例 例1:YⅠ型弹簧,材料直径0.20mm,弹簧中径2.50mm,自由高度6mm,左旋,刚度、外径和自由高度的精度为2级,材料为碳素弹簧钢丝B组,表面镀锌处理。 标记:YⅠ0.20*2.50*6-2左 GB1973.3——89-D-Zn 例2:YⅡ型弹簧,材料直径0.40mm,弹簧中径2.50mm,自由高度5mm,右旋,刚度、外径和自由高度的精度为3级,材料为弹簧用不锈钢丝B组。 标记:YⅡ0.40*2.50*5 GB1973.3--89-S

  8、计算方法

  8.1标准中的计算采用如下基本公式:

  切应力(N/mm?):τ=(8PDK)/(πd?)

  变形量(mm):F=(8PD?n)/(Gd4)

  最小套筒直径(mm):DTmin=1.2(D+d)

  注:ρ为弹簧材料密度,取ρ=7.85*10-6 Kg/mm? 。

三、本标准适用于受变负荷作用次数在10?次以下的以及受变负荷作用次数在 10?~10 次或冲击负荷的普通圆柱螺旋弹簧。

  1.弹簧的型号、尺寸、参数按图及表1的规定。

  2.弹簧材料直径为0.5-8mm,用碳素弹簧钢丝Ⅱ组,亦可采用碳素弹簧钢丝Ⅱa组,如果采用采用碳素弹簧钢丝Ⅱa组时,需在标记中注明。

  3.弹簧的负荷、外径、自由长度按GB 1239-76《普通圆柱螺旋弹簧》规定的3级精度制度。如需按2级精度制造时,加注符号2。

  4.弹簧的旋向规定为右旋,左旋应在标记中注明。

  5.弹簧表面应氧化处理,如要求赌锌、镀铬、磷化等金属镀层及化学处理时,应在标记中注明。其标记方法按GB 1238—76《金属镀层及化学处理表示方法》的规定。

  6.弹簧钩环开口宽度a =D2/5

  7.弹簧的标记由名称、型式与尺寸、标准编号、材料牌号以及表面处理组成。标记示例:

  (1)材料直径2.5mm,弹簧中径16mm,自由长度67.3mm,负荷、外径、自由长度精度为2级,材料为碳素弹簧钢丝Ⅱa组,表面氧化处理的B型左旋弹簧: 拉簧 B2.5* 16*67.3-2左 GB 2087—80·Ⅱa

  (2)材料直径1mm,弹簧中径7mm,自由长度22.5mm,材料为碳素弹簧钢丝Ⅱ组,表面镀锌处理的A型弹簧: 拉簧 1* 7* 22.5 GB 2087—80-D·Zn

  8.弹簧的其他技术要求按GB 1239—76的规定。

  9.弹簧的主要尺寸参数按表2的规定。

  10、计算方法:

  标准中的计算采用如下基本公式:

  切应力(N/mm):r=(8PD2K)/(πd?)

  变形量(mm):F=(8PD2?n)/(Gd4)

四、圆柱螺旋拉伸弹簧(圆钩环压中心型)尺寸及参数

  1.1技术要求弹簧材料直径为0.5~8mm,用碳素弹簧钢丝C级,亦可采用碳素钢丝B级或D级。如采用碳素弹簧钢丝B级或D级时,需在标记中注明。

  1.2 制造精度弹簧的负荷、外径和自由长度一般按GB 1239.1的规定选用。

  1.3 表面处理弹簧表面一般应进行氧化处理,但也可进行镀锌、金属镀层及化学处理,其标记方法应按GB1238的规定。

  1.4 弹簧钩环开口宽度a为0.25D~0.35D,或钩环钩部长度按GB1239.1的规定。

  1.5 弹簧其他技术要求,按GB 1239.1的规定。

  2、标记

  2.1弹簧的标记由名称、类型、尺寸、标记编号以及表面处理组成。

  2.2标记示例

  例1:L Ⅲ型弹簧,材料直径为1mm,弹簧中径为5mm,自由长度为18mm,材料为碳素弹簧钢丝C级,表面镀锌处理的A型左旋弹簧:

  L ⅢA 1*5*18 左 GB/T 2088-D·Zn

  例2:L Ⅲ型弹簧,材料直径为2.5mm,弹簧中径为16mm,自由长度为82mm,负荷、外径、自由长度精度为2级,材料为碳素弹簧钢丝D级,表面镀锌处理的B型左旋弹簧

  L ⅢB 2.5*16*82.2 GB/T 2088 HY

  3、计算方法

  3.1标准中的计算采用如下基本公式:

  试验负荷下变形量:Fs=(πD?n)/(Gd)τs,mm

  弹簧刚度:P’ =P/F=(Gd4)/(8D3n),N/mm

  初拉力:P。=(πd3)/(8D)τ。,N

  曲度系数:K=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C

  旋转比:C=D/d

  自由长度:H。= (n + 1.5)d + 2Dι,mm

  展开长度:L ≈ πDn + 钩环展开部分,mm

  弹簧质量:m=(πd?)/4 L·ρ,kg

  式中:ρ为弹簧材料的密度,取ρ= 7.8 * 10-6 kg/mm3

五、圆柱螺旋压缩弹簧(两端圈并紧磨平或锻平型)尺寸及参数

  1、 弹簧类型

  1.1 弹簧类型分为两端圈并紧磨平型和两端圈并紧锻平型。

  1.2 工作图样的绘制按GB 4459.4 的规定。

  2、技术要求

  2.1 材料 弹簧材料直径为为0.5~50mm,当材料直径小于或等于10mm时(采用冷卷工艺),用GB4357中C级钢丝;当材料直径大于10mm时(采用热卷工艺),用GB1222中60Si2MnA。

  2.2 芯轴及套筒 弹簧如需要设置芯轴、套筒时,其尺寸按图3及表的规定。

  2.3 制造精度

  2.3.1 冷卷或热卷弹簧的刚度、外径、自由高度及垂直度均按GB1239.2或GB1239.4的规定选用。

  2.4 表面处理 采用C级碳素弹簧钢丝制造的冷卷弹簧,应进行表面氧化处理或电镀处理。采用60Si2MnA制造的热卷弹簧,表面应进行涂漆处理。

  2.5 弹簧其它技术要求 按GB1239.2或GB1239.4的规定。

  3、标记

  3.1 标记方法 弹簧的标记由名称、型式、尺寸、标准编号、材料牌号以及表面处理组成。

  3.2标记示例

  例1:YA 型弹簧,材料直径为1.2mm,弹簧中径为8mm,自由高度为40mm,刚度、外径、自由高度为2级,材料为碳素弹簧钢丝B级,表面镀锌处理的左旋弹簧。

  标记:YA 1.2*8*40-2 左 GB/T 2089-94B级-D-Zn

  例2:YB型弹簧,材料直径为30mm,弹簧中径为150mm,自由高度为320mm,材料为60Si2MnA,表面涂漆处理的右旋弹簧

  标记:YB 30*150*320 GB/T 2089-94

  4.计算方法

  实验切应力:τ2=(8PsD)/(πd?),N/mm?

  许用切应力:[τ]=(8PDK)/πd3,N/mm?

  工作负荷: P=(Gd4)/(8D?n),N

  试验负荷下变形量:Fs=(τsπD?n)/(Gd),mm

  弹簧刚度:P’ =P/F=(Gd4)/(8Dn3),N/mm

  曲度系数:K=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C

  旋绕比:C=D/d

  自由高度:H。≈ Hb +Fs ,mm 式中:Hb=(n+2)d,mm

  表中:最小允许负荷下的变形量:F1取20%Fs,mm

  更大允许负荷下的变形量:F2取80%Fs,mm

  弹簧材料展开长度:L≈πD(n +2),mm

  弹簧质量:m≈πD(n +2) *(πd?) /(4) ——ρ,kg

  式中:ρ为弹簧材料的密度,并取ρ= 7.8 * 10-6 kg/mm3

六、普通圆柱螺旋拉伸弹簧(圆钩环型)尺寸

  1.弹簧的旋向规定为右旋。

  2.弹簧表面应氧化处理。

  3.弹簧钩环开口宽度a = D2 /3 。

  4.弹簧主要尺寸、参数按表2的规定。

  5.实验方法

  5.1 表2中的材料直径d、弹簧中径D2 、工作极限负荷Pj、有效圈数n、自由长度H。为考核项目。

  5.2 将弹簧拉伸至工作极限负荷下的长度Hj时,检查其工作极限负荷Pj的偏差。计算工作极限负荷下的长度的公式:H1=H2+Fj(P。/ P’)

  6.弹簧的其它技术要求按GB1239的规定。

  7.弹簧的标记由名称、型式与尺寸、标准编号、材料牌号以及表面处理组成,规定如下:名称 型式、尺寸、精度及旋向 标准编号 材料牌号 表面处理

  7.1 采用B型弹簧应在标记中注明。

  7.2 如需按2级精度制造时,应在标记中注明。

  7.3 弹簧的旋向为左旋时,应在标记中注明。

  7.4 材料采用碳素弹簧钢丝Ⅱa组时,需在标记中注明。

  7.5 如果要求镀锌、镀镉、磷化等金属镀层及化学处理时,应在标记中注明。其标记方法按GB1238-76《金属镀层及化学处理表示方法》的规定。

  7.6 标记示例

  例1:材料直径为2.5mm,弹簧中径为16mm,自由长度为78.9mm,负荷、外径、自由长度为2级,材料为碳素弹簧钢丝Ⅱa组,表面氧化处理的B型拉簧。

  拉簧 B2.5*16*78.9-2 GB4142-84·Ⅱa

  例2:材料直径为1mm,弹簧中径为5mm,自由长度为16.7mm,材料为碳素弹簧钢丝Ⅱ2组,表面镀锌处理的A型拉簧。

  拉簧 1.0*5*16.7 左 GB4142-84-D·Zn


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