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Spring type
有时我们需要知道发条弹簧能拉多长,这时就需要计算发条弹簧的长度
发条弹簧的总长度应该考虑弹簧实际拉伸的长度加上拉伸完最长后1-1/2圈。哪果安装在大尺寸的卷轴上,可能会需要长一点的发条弹簧。
发条弹簧长度的基本计算公式为:(内径x3.14159x1.5)+最大的拉伸长度。如使用直径大于弹簧内径的卷轴时,用卷轴的直径代替公式里的内径。
发条弹簧设计计算
发条弹簧的卷绕比较简单,它的刚度较小,一般在静载荷下工作。由于卷绕圈数可以很多,变形角大,具有在较小体积内储存较多能量的特点。
发条弹簧设计相关参数:
1、修正系数K当发条弹簧的表面粗糙度和润滑情况一定时,输出力矩和理论力矩的差值主要决定于发条弹簧的外端固定型式,其修正系数K值见下表:
固定形式
K值
铰式固定
0.65~0.70
V型固定
0.80~0.85
销式固定
0.72~0.78
衬片固定
0.90~0.95
2、发条弹簧宽度b由于设计带盒发条时,需要确定的几何尺寸数目常常超过已知关系式数目,因此,在设计时往往需选定一些尺寸和参数。通常在满足力矩要求的条件下,按照机构的轴向尺寸尽可能选择较大的发条弹簧宽度b,而减少发条弹簧厚度h。这样,一方面可缩小径向尺寸,另一方面,发条弹簧的力矩变化也比较小。
3、发条弹簧强度系数m发条弹簧的强度系数值m选小一些,可以使用条轴直径减小,在条盒外廓尺寸一定的条件下,可以有更多的空间容纳发条,以增加发条所能储存的能量。但是m值过小,则会因发条内圈卷绕曲率半径小而使应变增大,并且在内端有较大的应用集中而造成发条损坏。发条弹簧的强度系数m值过大,使用得条轴直径增大,从而引起发条的变形圈数减少而使输出力矩减少。一般推荐强度系数=15-16
4、输出力矩T发条弹簧应具有足够的输出力矩T,输出力矩小,将不能带动机构工作。发条弹簧在全部上紧时,输出力矩达到最大,在工作过程中,发条弹簧逐渐放松,输出力矩也逐渐减小。力矩的变化将使用机构工作轴的转数产生变化。因此,输出力矩T变化应尺可能小。一般推荐:Tn max/Tn min=1.8-1.2
定制恒力发条弹簧的5个重要要素
定制恒力发条弹簧的5个重要要素: 1、恒力弹簧的材料选择。制做恒力弹簧都是采用不锈钢301材料。这是最稳定最普遍的材料。2、恒力弹簧的力值。恒力弹簧非标准件,力值误差达到国际力值标准误差±10%。3、发条弹簧的寿命。这是设计过程中的重要因素之一。寿命过长,发条弹簧尺寸变大,成本偏高;寿命过短,产品过早失效。如果考虑更高的使用寿命就要考虑增加弹簧直径和力量的误差范围。 4、恒力弹簧的安装空间。恒力弹簧在设计过程中需考虑到内径和外径的大小以便安装。一般情况下最好提供发条弹簧的装置,在设计中能更好的控制各个参数。 5、恒力弹簧的尾部形状。由于发条弹簧属于非标准件每个客户要求的尾部形状都不一样。
恒力弹簧的寿命是有限的,在设计恒力弹簧的时候需要考虑弹簧的寿命需求。
恒力弹簧的寿命是有限的,在设计恒力弹簧的时候需要考虑弹簧的寿命需求。这个步骤很重要,因为会影响到设计后面的事情;考虑不当,还有可能引导设计走向一个错误的方向;考虑得恰当,设计就会比较容易成功。设计恒力弹簧之前,确定弹簧的拉伸次数(即弹簧的寿命)很重要。弹簧拉伸次数解释:一次是指在弹簧的任意部分的一次拉伸和回卷过程。 由于恒力弹簧是通过弹簧片的弯曲来提供力量的,使用的任意部分都属于弹簧的本体。换句话说,一个设计总长为25“的弹簧,使用6”的长度和使用18”的长度,拉伸的次数是一样的(意思是寿命一样的)。初始设计的时候,确定使用拉伸次数是很重要的。想使用寿命越长越好,这是很自然的想法,但可能会设计出一个偏大的弹簧。如果估算弹簧的拉伸次数过少,会导致最终产品使用寿命缩短;如果估算拉伸次数过多,会导致设计出一个偏大,偏贵的弹簧。所以估算这个值,应该根据实际应用/产品情况来估算。考虑弹簧寿命需要根据实际情况,因为如果考虑过长的寿命会导致设计的弹簧成本偏高,弹簧尺寸变大;如果估算太少寿命,又会导致产品过早失效。通常使用恒力弹簧的应用都是从4000次到25000次。如果考虑更高的使用寿命,那么就要考虑增加弹簧直径和力量的误差范围。
恒力弹簧的设计问题,因产品而异,因使用方法而异。
关于恒力弹簧的设计问题,因产品而异,因使用方法而异。有些恒力弹簧是使用在升降固定领域,有些恒力弹簧则是要使产品的性能更加稳定,而还有些恒力弹簧则是使用在一些需要节省空间的产品内部,比如电机上使用恒力弹簧是具有极大优势的,1.可以缩短电机的外径,让电机变得更小。2.让电机因为恒力而使其性能更加的稳定。3.减少电机工作时的噪音。4.降低电流损耗。
恒力弹簧的设计一般都是根据:1.需要根据自身产品需要的力的大小而去设计2.产品的活动行程3.产品需要的寿命次数,这根据恒力弹簧的材料。恒力弹簧一般使用的是SUS301材料。一般国产料不锈钢材料用的较多较,国外进口材料高价偏高,但相比寿命较好的还是进口材料。
恒力弹簧的设计方面,最好能避免少切口,因为每一个切都需要新模具,而然又增加成本。若无可避免因素,则再行考虑多切口进行设计。在升降的恒力弹簧许多钢片上打孔多达4个以上,恒力弹簧的设计合理能大大的节省产品的空间。
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