螺旋弹簧的设计计算审批稿.docx

螺旋辞簧的设计计算YKK standardization office YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18其中ms是单边簧载质量转换成载荷即为:螺旋弹簧只能承受垂直载荷，在此载荷作用下钢丝产生扭转应力。螺旋弹簧的主要尺寸 是平均直径D,钢丝直径d和工作圈数n。在设计汽车悬架螺旋弹簧时，先根据平顺性的要求确定悬架的偏频（悬架的刚度），再利用公式计算一侧悬架的刚度C （虚拟弹簧的刚度）C = （2n?n） 2?唯2Fz = ms?g对于麦弗逊悬架有:Fs=?FzCs = C? (2)弹簧在轴向力Fs (静载荷)的作用下的扭转应力为：_ 8?Fs?D?K' _ 8?Fs?C'?K，c丁。 n?d3ir?d2其中，心是工作应力；D是簧圈平均直径；d是弹簧钢丝直径；U是旋绕比, CD/d； K，是考虑剪力与与簧圈曲率影响的校正系数：,= 4?C，+24?C，-3弹簧的刚度Cs为 Fs G?d4 G?dS - fcs 8?D3?n 8?C，3?n其中fcs是弹簧的静挠度；G是切变模量，n是弹簧的工作圈数。 选好旋绕比U之后，可以从式计算出则由可得：,/8?FS?C,?K,D=C' d其中需用扭转应力Tj二材料最大应力/安全系数 从式可以得到：=G?d?fcs s - 8?C 3?n 最大弹簧力Fsmax为：_ G?d?(fcs+fds) r smax _8?C'3?n从式可得：G?d n =8?C'3?Cs弹簧的总圈数一般比工作圈数n多2圈。弹簧受最大压力Fsmax时，相邻圈之间的间隙 应该保持在，防止弹簧运动过程中产生并圈的风险。将带入中得：G?d?fcs?K,ir?D2?n同理，动载荷下的扭转应力为_ G?d?fds?K'二。 n?D2?n螺旋弹簧的最大应力"为：= Tc + Td < Tm在逆向设计中，弹簧的载荷和高度是已知的，需要选用相应的材料，以及合适的弹簧钢丝， 可以通过式计算出弹簧的钢丝直径，根据企业标准要求，弹簧要求在极限行程内，以的频率运动，在40万次之内不允许断裂，如果安全系数选的过小，以下，那么基本上是无法保 证试验通过的。此外弹簧的疲劳寿命还受到表面硬度的影响，如果弹簧的表面硬度过高，即二次喷丸的 工艺控制不够好，会导致弹簧的表面微裂纹随着运动而越来越多，最终导致弹簧断裂。另外，弹簧材料也会影响弹簧的疲劳寿命，如果弹簧钢丝内部杂质过多，带状组织过于 严重，就会严重影响弹簧的疲劳寿命，这弹簧设计时也要充分考虑的。对于螺旋弹簧不仅要对个参数进行设计计算，更要对弹簧的耐久性能充分考虑，因为弹 簧在使用过程中如果因为耐久性能差造成断裂，那就是致命的缺陷。