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CB/Z 144-76

基本信息

标准号: CB/Z 144-76

中文名称:圆柱螺旋弹簧的设计与计算

标准类别:船舶行业标准(CB)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 圆柱 螺旋弹簧 设计 计算

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标准简介

CB/Z 144-76.
CB/Z 144适用于圆截面金属丝冷卷圆柱(圆锥)形螺旋压缩、拉伸、扭转弹簧的设计与计算。
1.按负荷性质确定弹簧的型式:
弹簧按工作特点、制造精度、受力变形量偏差分为五级,见表1
注:①弹簧制造精度,根据具体工作情况选取。有些弹簧受力变形量偏差按I级,而其儿何尺寸偏差可采用级,例如大稳定簧:有些彈簧几何尺寸偏差按I级,而其受力变形量偏差可采用I级。例如离合器弹簧。
②弹簧静动负荷的含义:
静负荷一负 荷不随时间变化或变化缓慢,总重复次数不超过10*的交变负荷。动负荷一作 用次數超过10*的交变负荷及脉冲负荷:或作用时间在数百分之一秒内的冲击负荷。
2.彈簧的典型端部结构型式如表2。
4.弹簧的特性曲线与工作变形范围的确定(图1)。
圆柱形等节距螺旋弹簧的特性曲线(受力变形曲线),理论上是- -条直线,实际上这条曲线的起端和末端是非线性的。为了使弹簧可靠的工作在特性曲线的直线部分,最小工作变形应从全变形的20%选起,最大工作变形应选在全变形的80%之内,弹簧刚度应在全变形的30% ~70%之间测量。

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标准内容

中华人民共和国第六机械工业部指导性技术文件
圆柱螺旋弹簧的设计与计算
CB/Z144—-76
中华人民共和国第六机械工业部指导性技术文件
圆柱螺旋弹簧的设计与计算
CB/2 144-76
本指导州文件适用于圆裁两金属结冷卷圖柱(锥)形螺施压缩,拉伸、扭转弹贫的设计与计算。1,按负荷性质确定弹策的型式:弹贫按工作特点,制造摘度、受力变形量偏差分为五级,见表1。装1
受动负荷,神击负荷战负荷,在受力变形内要素雅弱谢整,当策损坏筑游引起个机梅敬障亚
受静负荷,存限获交变他,好身变化负荷受静负荷,不婴求花确的按负荷调的弹贫爱力变形盛不做严搭要求
医许微型
如定深赞、减压簧、发动机离门卵簧、认发贵、避力计弹责
如整台弹赞,安余阙弹
如级冲菌、动器原装
如杠杆制动弹资、调整台桩力弹簧、挂钩贷注,(U辈發制造精度,根据其体工作情况选致。有些弹觉受小变形牙端差按[级,其几是寸痴差可采用正级,例如大稳定赞,存些弹儿何尺寸遍差接级,面其受力变形壁谢落可录别真级。阅如岗合器弹贫。弹策静动负荷的含义:
协负有—负荷不随时何变化或变化缓慢,总重复次数不超过10”的交变负荷。一作用次数题过10°的交变负及味冲负满,或你用时闻在数百分之一秒内的冲升书苛。谢药—
2.弹策的舆型端部结构型式如表2。表2
中步人民共和国第六机械工业部发布
璐部钩
n=1.5避,有效离从
雕算冠
n -\-2 关。有效医从 1
算起,类端与医
探,长
1977年月1日
资筑2页
CB/Z 144--76
3、揭操蓄工作条件,按长3、老4选择弹簧材料和充许工作应力。续栽 2
端部结构
n-2.5阁,效从
越,两端隔与舒圈
黏紧室,磨崩丽可均
勾磨至360
:两不并紧不平
n,=2,两与邻
贴紧不磨平
满端有率环形的环
两谢“一字”形的环
两端成“十”字形钩东
两器其有可转约师
两端具有螺炭块尚钩环
外臂扭转弹
双规兹
其有高的期独性,防磁性,好导电性的受静负肯、有限作用饮数之交变负循的弹据CB/Z 144--76
硅声铜线(3-1
锡背线Q5a-3.QSn6.5-0.1
皱铜线QBe2
不诱钢丝Cr18N9T
共页第页
碳弹餐钢
分金婵货钩丝65Ma,65SMnWA,60S2MnA等受负最(变变负危、冲市效)和质要而不易维验的弹特殊肝途的碳弹别丝
锻音翱线
铭锐端黄钢50CVA等
注,有特殊要求的弹策,可对其线赫的再径公差,表循最,机被祭能及始勾性等,提出将殊的要求。4,弹的特性两线与作变形范谢的确定(斑1)圆柱形等节距螺旋弹策的特性曲线(变力变形曲线),理论上县一条直线,实际上这条曲线的起端利未是非线经的。为了使弹费可靠的工作在转性曲线的真线带分,最小下作变形麻从全变形的20%选起,最大工作变形应选在全变形的80%之内,弹资谢度应在余变形的30%~70%之间谢量。实测持性
理抢特构
改的彩府
刚型海区
资树健区
0 20 90
自由高硬偏滚的响
号 10%
图1 强宽特性曲线
5.弹萎崇用材料的特征和充许工作应力按表4:共20获第4页
材料牌号
金属丝
,设免许扭转工!
国究许援辉险务
限应力!
CB/Z 144--76
能(kG/m
永阵学的工作
级弹弹件
避极数
级!级kG!
(mm)
特殊用选事弹lo.2~
黄罐丝甲艺、内
素颈发钠统3.14 ~-
I,正, I,
6052MA
655i2MnWA
50CeVA
1CtiRNi9
1CrESNiSTI
硅存Q53-1
iCSn4-3
j05n6.5-0.1
做背辆Q402
o.4k0.to.to.oo.50jo.4o820m
0.4090.3060.6npl0.50n 0.400l 800064
45 100
标准号
弹筑工作
的盗产设
材料的主要特征
高机械性能。
R647—67!
茄工较易
YB248—04至+120
ny8550-65
至+320
白-40
16B249--6
至十250
自—40
YB285--64
含炭盘高
高机械性能,痒火
后易产上裂效及热
高强度机减性能,
可摔性尚,容易脱
粘机裁性能,高耐
变劳性抗冲
至+300
性,价格贵
YH252-G4
YR453-
10H454-64
474300
VH565—65
至12价
高耐腐蚀丝的不锈
商谢腐性和防磁
性,机械性能老,
不易蓝处理
高械性能高
虚迪性,价格品宽
超:销技相应的标联。
2充评用供制弹要的其他材料,其值的选择建议采用下充数值,钢=(0.40~0.50)背锅-(0.4~0.5>0。
③如果断1中、、式的拉仲弹装。其充许扭转极限序力(>值应为表中的8%。Q如为扭转,则a=1.25t。
6张簧的旋绕比C(弹指数)与曲度系敏K。(1)报据不同的金属绕直径,建议旋绕比C催按表5选职。特殊情况允许采用表5以外的C值,压缩弹贫的C值最小不应小于2.5,最大不应火于20,扭转弹贫的C值要大于或等于6,有初应力的拉伸弹赞C优的选择奏考图2。
d,me
C=D,!d
CB/Z 144—76
殊情况的许
可范片
祥范剧
图2初应力的可能范圖(钢丝)
(2)圆截面圆拉形螺弹簧的曲度系数K。压缩拉绅弹货的曲度系数K
扭转弹簧的曲度系数K,-
4C-1,0.615
4C—4
设计计算时,数值按表6选取(中间数航按插人法),截用以上公式计算。2.5
.401.35
7受静动负荷弹簧计算之内容:
1.251.231.21
受静负荷及有展作川次数交变负荷时,弹簧应进行静力计算和稳定性计算。共20页第5英
1.16, 1.14 : 1.12 1.10
1.0711-08
变动负荷的弹簧不但要保证有足够的静载强度,而且必须保证弹贫工作内的最大成力不超过弹的允诈疲劳极据。因此受动负荷的弹簧必须进行下列计算,并迹行喷丸处唑。(1)静力计算,其应力须进行修正。(2)稳定性计算。
(3)疲劳计算。
(4)必署时还须计算弹簧与其有关机构的共振。8.受静负荷弹策的计算。
(1)压缩、拉御弹簧的代号及计算公式,见表7。表7
金属丝直径
弹簧中径
师鼓外径
弹簧内径
代#单
d>yBKP>.6y
D- D,+d
D, =D-d
应符合材料标准尺寸,不符合时询上取
由空间位置确定
由空间位置确定
其20页第6页
弹案压综时的外径
最大作负荷
最小工作负荐
充部锻限负荷
优验负葡
充诈起转工作腔力
充许投限工作应力
代号“
KG/mmt
iRG!mm
最大工作负下的轮:
1pkG/mm2
最大工作负带下单图变形
最大工作负带下的变形量
无许极限负荐下的变形!产,
最小工作负微下的变形鼠F,
无许极限负荷下的单測变f
作匯款
联缩弹资支承
总围数
蝶旋角
压缩的由长度(商)H
26,较均弹费的自由长建(商
压缩弹赞的展开长院
抗他强贫的展开长度
CB/Z 144--76
D*=VD*+()
F,=/en m
nz =2或2.5
H =d-n+- (n, ~0.5)d
H=+环尺年
l,=n+钠环据开长度
续表7
对F压缩弹簧在绘构设计中应予
以考虑
根拥工作条件中设计员确定
P-(+)P:
P, -(1.1~1.15)Pl
按授A选划
根据机构L:的.L作条件定
在正常说下8f
当3时=2.5
3时n=2
两端井麟月离平
用于斥缩弹笑,般取α=~9°
两端庭乎
一玛长
拉仲弹策的重基
玉缩弹贫的重量
旋烧比
而度系激
瓜缩弹资的稳定性指标
(纵横比)
84不稳定系数
临界揽州负荷
CB/Z144—76
'dD,(n,-0.5)
两端定时5.30
端固定时b3.7
两端回转时2.6:
Pr=CeP'H
兵20页第1页
续表7
?弹簧材料比重
两端磨平
按表选取
可按表B选
>4时,应加导套或导杆
按图8查职
(2)具有初应力拉伸弹簧变形图如图3所示,F,为假想变形,P为初拉力,t,为初应力,这时计算公式为:
(Fα-F,)Gd)
B(P-P)D
Pu数值一般为:
5~20%P2
~10%Pz
R8PeD
P(F2-F)
Po-PFi-PE
F—Hf
图3假想变形F,的求法
(3)扭转弹簧的代号及计算公式见表8。表8
最人工作扭矩
最大工作扭转角
料的允许李曲工作应力
旋绕比
[cakG/mma
[u]=1.25tt.
由1作条件确定
由工作条件硼定
-按表4选敏
按表理
共20第名黄
曲度系数
金属垫直径
弹资外径
弹赞中径
工作阁数
扭转后中径治理论华均值
钮转后内径的璀伦平均慎
扭转酮度
充许轻限扭照
弹替稳定性指板
螺旋角
自由长度(商度)
弱开长度
CB/Z 1447
MkGmn/度
Msi kGlam
D-d+dC-D,+d
D,-d-c-0-d
84×180
D = 01
D,- D,id
3661Dm
Wma=(123.1)
H 2 -+(n 1) +髓的轴向
9.弹黄的典型工作图如图4、56、7所示。压缩弹簧典型工作图(图4、图5)南4
+瞄展并长度
表6选
续表 8
应符合材料标准
其工作条件确定
选择导杆时应以考虑
当。123\时可不计算
最好采用0.5
茂术娶求:
(1)施商;
(2 工作关激(n);
(3)照数,(包搭愉差》
(4) 展升长胞(L);
(5)表而处理;
(6)热处理:
(7)其他:
(8)制造、试整与验收技条件:拉典型工作图(图)。
我术要求:
()狗
(2)工作图数(\);
(3)总数(包括遍差)
(4)展开长度(L)
(5)表面处理;
(6)热处理:
(7)其他;
(8)制造、试验与验敷技态案件。扭转弹资典塑工作图(图了)。CB/Z 144-76
共20英第9
共 20 页第 19 页
技术要求:
(1)旋向;
(2)工作替数(包括缩差;
(3)展开长度(L);
(4)裘面处理;
(5)热处理;
(6)其他:
(7)制造、试验与验收技术条件:CB/Z 144-76
注,①根据葬赞在产品中的具作,L作情促,负荷变形偏举可标注在负荐或工作高度上。密在设计弹贫时,以最大工作负荷P为基本四素进行,恨为了弹贫可常地工作,弹贫工作图旅标注试验负荷P。, 二者类系为P, =(1,i~t,15)P:③试验负背的选择可参照第12条。10。弥贫的稳定性计算:www.bzxz.net
弹馈的稳定性指标(纵横比)h=以两端固定方法不同面不同(均8),一般应选在0.8~4之D
,如果>4一方面制造困碰,另一方商使用时容易产生挠曲。为使弹资正常工作,应考虑安装导杆或导套,并考虑可能出现的魔搽尚題。,
图8弹资的不定系数C,与稳定性指标为的关系图1—两端阅定:2——说国定他端同转13—两端回转11,弹赞工作图和总困教的选塔。(1)拉伸弹鹭的工作圈是从钩环折弯处算起,加工钩环时,常使工作的第一围与第二圈之间产生微小润隧,应根据不间解径允许有一定的闻隙,对下工作医间不允许在阅擦的抗贫应考虑初题力。无韧经力的拉伸蝉聲:工作威得间際:(2)垂要的低缩弹贫,两端支承阁的结来点要相互错位180*~270°之间,最好是180°,以便受力均勾,所以一止缩弹的总翻数多猎有半圈的如6—~,一翻等。工作图与总圈的相差数应根据10-
所要求的端部结构按袭2选取,工作圈不应小丁两髓。布。般摘说下,0级、I级,直级压缩贫n>4~6:耳。、亚级压缩弹簧n>2.5。CB/Z144—76
12压缩弹筑的螺旋角应选在6°~9°之间。13.弹资负荷的确定。
共20页第11页
对干适要的弹资视其工作特点可确定试验负荷P,P,在P,和P2之间测定数点。对丁-一般的弹货可只测P2,对于不重要的弹簧卫,不做严铬要求,所有弹簧一般都不应在极限负荷Fs状态下工作。P作为检查永久变形用。14,工作温度对弹策作能的影助,设计在高温杀件下工作的弹豁,成考患温度的影响,表4中的或[了下降约15%、G值下降约3%,对于青铜弹贫来说,下降尤为明显,15。承受动负荷弹書的计算。
当弹策工作循坏角β大于疲劳强度界服角已,时。要订凳弹策的症劳强度,当端黄工作循坏角β小于疲劳强度界限角β,附,其计算方法与受静负荷弹的计算相同,计算时需用度系数K修正。让算公式与代妥见表9
代号华
工作应力循环中的平划力(不变部分应「m工作成力的循坏振插(变化部分的成力):T。脉冲负荷(0~P,)时应力最火循环据娠,对私循环时弹贫的疲劳极限
材料的扭转前股极限
疫劳极限图表内弹酱工作循环角kG/mm
痰劳强度条拌界限痛(8>β,时计算症劳强度)
β>所时弹策疲劳安全系数
kGinm\
lt,!kG/mm2
在战小工作负荷作用下,弹接的扭转工作应方
在最大工作负荷作用下,弹策的扭转工工
弥策的固行频率
kC/mm*
(+, - )
T_,-e0.220b
++-2--号,
查相粒的材料标涯
1r =1.4--1.8
?为比重,9为重力训读店
16.工作在动负荷下的弹策,应考意共报问题,弹簧的固有频率,应尽可能高,一般希望在负荷频率的13以上。
17,组合弹笼
在设计大负荷且空间位胃受限的螺旋压缩弹簧时,可采用组合弹簧,这种弹簧与单个弹簧相比不但可以减少重量,而且便于造,见图9。
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