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车架缓冲弹簧设计计算说明
弹簧最大载荷及最小载荷的确定:
取整车最大总重量为100Kg 则最大G=m*g 取g=9.8
当机构在地面行走时,该弹簧作用为履带行走机构中的支重轮缓冲弹簧,当路面不平整时,取至少有4组弹簧接地工作,其分单侧布为:前端为履带导向轮,后端为履带驱动轮,中间为3组弹簧。
由上述条件及预测工作状态得:
最大工作载荷
最小工作载荷:由上述弹簧作用及其安装位置得,预测最小工作载荷为前导向轮和后驱动轮完全接地,并承受所有重量,中间支重轮无支重,则弹簧最小载荷为或在特殊情况下取。
设计计算公式及相关数据确定:
项目
单位
公式及计算数据
原始条件
最大工作载荷
最小工作载荷
工作行程h
弹簧外径
弹簧类别
端部结构
弹簧材料
N
mm
mm
h=18
两端并紧,磨平,支承圈各一圈
热轧弹簧钢(GB 1222)60Si2Mn
参
数
计
算
参
数
计
算
参
数
计
算
初算弹簧刚度
工作极限载荷
N
因为该弹簧为Ⅱ类工作载荷,所以
故
项目
单位
公式及计算数据
弹簧材料直径d及弹簧中径D与有关参数
根据与D条件,由《机械设计手册 第五版 成大先主编》表11-2-19查得
3.0
20
785
339.76
3.398
100
14
26
注:工作极限载荷下的单圈变形量 单圈刚度
最大心轴直径 最小套筒直径
有效圈数n
圈
按照标准选择n=7.5
总圈数
圈
=7.5+2=9.5
弹簧刚度
工作极限载荷下的变形量
mm
节距t
mm
自由高度
mm
取标准值
弹簧外径
mm
弹簧内径
mm
螺旋角
(°)
展开长度L
mm
脉动疲劳极限
MPa
根据表11-2-4得
查表11-2-16 当 时
项目
单位
公式及计算数据
许用应力
MPa
根据表11-2-4得
查表11-2-6有限疲劳寿命动负荷许用切应力 取
初定C和K
根据公式:
查表11-2-20:取C=6.8 K=1.22
确定旋绕比C
确定曲度系数K
或查表11-2-20取K=1.223
最小切应力此时取
MPa
最大切应力
MPa
疲劳安全系数S
即 S=1.25587≈
弹簧自振频率
Hz
该弹簧为减震弹簧,所以
取g=9800mm/ W==245N
被迫振动频率率
Hz
取T=0.1 s,即=10Hz
验
算
验
算
最小载荷时的高度
mm
最大载荷时的高度
mm
项目
单位
公式及计算数据
极限载荷时的高度
mm
实际工作行程h
mm
工作区范围
;
高径比b
由于该弹簧为两端固定,所以高径比b≤5.3,不必进行稳定性验算
共振验算
;
=32.23
即>,故不必进行共振验算
注:上表中的所有数据计算参数以及所查表格参数均查 机械设计手册(第五版) 单行版. 弹簧/成大先主编. —化学工业出版社,2010.1 ISBN 978-7-122-07143-9
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