F=kx,F为弹力,k为劲度系数,x为弹簧拉长的长度
比如要测试一款5N的弹簧:
用5N力拉劲度系数为100N/m的弹簧,则弹簧被拉长5cm
F=kx,k是劲度系数(单位为牛顿每米),x是弹簧伸长量(单位为米),这定律叫胡克定律
比如:
一弹簧受大小为10N的拉力时,总长为7cm,受大小为20N的拉力时,总长为9cm,求原长和伸长3cm时受力大小
由题意列方程:设弹簧原长为a则:10=k(0.07-a) 20=k(0.09-a) k=500N/m a=0.05m
因为F=kx=500×0.03=15N
弹簧参数
⑴弹簧丝直径d:制造弹簧的钢丝直径。
⑵弹簧外径D2:弹簧的最大外径。
⑶弹簧内径D1:弹簧的最小外径。
⑷弹簧中径D:弹簧的平均直径。它们的计算公式为:D=(D2+D1)÷2=D1+d=D2-d
⑸t:除支撑圈外,弹簧相邻两圈对应点在中径上的轴向距离成为节距,用t表示。
⑹有效圈数n[1]:弹簧能保持相同节距的圈数。
⑺支撑圈数n2:为了使弹簧在工作时受力均匀,保证轴线垂直端面、制造时,常将弹簧两端并紧。并紧的圈数仅起支撑作用,称为支撑圈。一般有1.5T、2T、2.5T,常用的是2T。
⑻总圈数n1: 有效圈数与支撑圈的和。即n1=n+n2.
⑼自由高H0:弹簧在未受外力作用下的高度。由下式计算:H0=nt+(n2-0.5)d=nt+1.5d
(n2=2时)
⑽弹簧展开长度L:绕制弹簧时所需钢丝的长度。L≈n1 (ЛD2)2+n2 (压簧) L=ЛD2 n+钩部展开长度(拉簧)
⑾螺旋方向:有左右旋之分,常用右旋,图纸没注明的一般用右旋。
⑿ 弹簧旋绕比:中径D与钢丝直径d之比。
符号单位
A——弹簧材料截面面积(mm2);当量弯曲刚度(N/mm);系数
a——距形截面材料垂直于弹簧轴线的边长(mm);系数
B——平板的弯曲刚度(N/mm);系数
b——高径比;距形截面材料平行于弹簧轴线的边长(mm);系数
C——螺旋弹簧旋绕比;碟簧直径比;系数
D——弹簧中径(mm)
D1——弹簧内径(mm)
D2——弹簧外径(mm)
d——弹簧材料直径(mm)
E——弹簧模量(MPa)
F——弹簧的载荷(N)
F’——弹簧的刚度
Fj——弹簧的工作极限载荷(N)
Fo——圆柱拉伸弹簧的初拉力(N)
Fr——弹簧的径向载荷(N)
F’r——弹簧的径向刚度(N/mm)
Fs——弹簧的试验载荷(N)
f——弹簧的变形量(mm)
fj——工作极限载荷Fj下的变形量(mm)
fr——弹簧的静变形量(mm)
fs——试验载荷Fs下弹簧的变形量(mm);线性静变形量(mm)
fo——拉伸弹簧对应于处拉力Fo的假设变形量(mm);膜片的中心变形量(mm)
G——材料的切变模量(MPa)
g——重力加速度,g=9800mm/s2
H——弹簧的工作高(长)度(mm)
Ho——弹簧的自由高(长)度(mm)
Hs——弹簧试验载荷下的高(长)度(mm)
h——碟形弹簧的内载锥高度(mm)
I——惯性矩(mm4)
Ip——极惯性矩(mm4)
K——曲度系数;系数
Kt——温度修正系数
ρ——材料的密度(kg/mm³)
σ——弹簧工作时的正应力(Mpa)
σb——材料抗拉强度(Mpa)
σj——材料的工作极限应力(Mpa)
σs——材料的抗拉屈服点(Mpa)
τ——弹簧工作时的切应力(Mpa)
k——系数
L——弹簧材料的展开长度(mm)
l——弹簧材料有效工作圈展开长度(mm);板弹簧的自由弦长(mm)
M——弯曲力矩(N·mm)
m——作用于弹簧上物体的质量(kg)
ms——弹簧的质量(kg)
N——变载荷循环次数
n——弹簧的工作圈数
nz——弹簧的支承圈数
n1——弹簧的总圈数
pˊ——弹簧单圈的刚度(N/mm)
R——弹簧圈的中半径(mm)
R1——弹簧圈的内半径(mm)
R2——弹簧圈的外半径(mm)
r——阻尼系数
S——安全系数
T——扭矩;转矩(N·mm)
Tˊ——扭转刚度(N·mm /(º))
t——弹簧的节矩
tc——钢索节距(mm)
U——变形能(N·mm);(N·mm·rad)
V——弹簧的体积(mm³)
v——冲击体的速度(mm/s)
Zm——抗弯截面系数(mm³)
Zt——抗扭截面系数(mm³)
α——螺旋角(º);系数
β——钢索拧角(º);圆锥半角(º);系数
δ——弹簧圈的轴向间隙(mm)
δr——组合弹簧圈的径向间隙(mm)
ζ——系数
η——系数
θ——扭杆单位长度的扭转角(rad)
κ——系数
μ——泊松比;长度系数
ν——弹簧的自振频率(Hz)
Vr——弹簧所受变载荷的激励频率(Hz)
τb——材料的抗剪强度(Mpa)
τj——弹簧的工作极限切应力(Mpa)
τo——材料的脉动扭转疲劳极限(Mpa)
τs——材料的抗扭屈服点(Mpa)
τ-1——材料的对称循环扭转疲劳极限(Mpa)
φ——扭转变形角(º);(rad)
规定画法
⑴在平行螺旋弹簧线的视图上,各圈的轮廓线画成直线。⑵有效圈数在4圈以上的弹簧,可只画出其两端1~2圈(不含支撑圈)。中间用通过弹簧钢丝中心的点画线连起来。⑶在图样上,当弹簧的旋向不作规定时,螺旋弹簧一律画成右旋,左旋弹簧也画成右旋,但要注明“左”字。
