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液壓缸設計常用材料及性能-NO5，未完待續

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液壓缸設計常用材料及性能-NO5，未完待續

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【摘要】：
液壓缸設計常用材料及性能-NO5????缸徑（mm）桿徑(mm)心部（mm）行程（mm）安裝距（mm）柔性系數mm???6050012501485材料鑄鐵鍛鋼低碳鋼中碳鋼85??????全伸長度L??????????????活塞桿斷面回轉半徑k材料強度試驗值560250340490????全伸長度（mm）實心桿空心桿??試驗常數1/16001/90001/75001/5000????273512.
       
缸徑（mm） 桿徑(mm) 心部（mm） 行程（mm） 安裝距（mm） 柔性系數m m      
60 50 0 1250 1485 材料 鑄鐵 鍛鋼 低碳鋼 中碳鋼 85      
    全伸長度L               活塞桿斷面回轉半徑 k 材料強度試驗值 560 250 340 490        
全伸長度（mm） 實心桿 空心桿     試驗常數 1/1600 1/9000 1/7500 1/5000        
2735 12.5 12.5 42.5   柔性系數m 80 110 90 85        
L/K 實心 218.8     末端條件系數      
空心 218.8     彈性模數             安裝及導向系數   K              
實心 用歐拉公式計算 E=MPa 自由+固定 雙鉸 固定+鉸接 雙固定        
210000 0.25 1 2 4 0.25      
空心 用歐拉公式計算                  
                 
歐   拉   公   式                  
工作壓力 安全系數                        
20 3.5                        
桿受力 截面轉動慣量 安全系數 拉力 推力                  
22781.17564 329209.375 2.48 56520 17270   直徑 旋繞比            
拉   金   公   式   0.2～0.4 7～14            
材料強度試驗值           0.5～1.0 5～12            
560           1.1～2.2 5～10            
桿受力 截面面積 安全系數       2.5～6.0 4～9            
20.68666943 1962.5 2732.19       7.0～16 4～8            
            ≥18 4～6            
壓   縮   彈   簧   設   計            
一、設計要求及參數            
安裝載荷（N） 安裝高度（N） 工作載荷（N） 工作行程(mm） 彈簧中徑(mm）  曲度系數（查表） 支承圈數 假設鋼絲直徑            
200 56 420 10 32 1.18 2 4            
二、材料參數            
材料名稱 切變模量 彈性模量 抗拉強度 許用切應力 最大切應力 試驗切應力 載荷作用次數            
  79000 210000 1520 532 836 638.4 100000            
三、計算結果            
要求剛度 計算鋼絲直徑 旋繞比 有效圈數   彈簧自振頻率 γn 強迫機械振動頻率 共振要求            
22 4.37 8 5.62   284 23.25 12.21505376            
四、校核與分析            
取鋼絲直徑 取有效圈數 總圈數 實際剛度 安裝變形量 取安裝變形量 安裝載荷 工作變形量            
4.5 5.5 7.5 22.47 8.9 9 202 19            
工作載荷(N) 自由高度（mm） 壓并高度 壓并變形量 試驗載荷(N) 試驗變形量   節  距            
427 65 33.75 31 714 32 696.57 10.6            
螺旋角 α 查表值 展開長度 最小切應力  最大切應力 切應力特性系數 γ 最大切應力比抗拉強度 查表對應作用次數            
0.10510488 6.1 754 213 451 0.47 0.297 1000000            
OK，所需鋼度基本符合            
OK，工作載荷基本符合            
OK，安裝載荷基本符合            
OK，試驗切應力符合            
OK，試驗載荷符合            
OK，彈簧特性符合在20%-80%之間            
OK，螺旋角滿足5-9            
OK，彈簧穩定性滿足            
OK，彈簧共振要求滿足 圓柱形壓縮螺旋彈簧及其特性曲        
                         
                           
                           
表A、表C                    
表A:普通圓柱螺旋壓縮及拉伸彈簧的結構尺寸(mm)計算公式                          
參數名稱及代號 計算公式 備注                    
壓縮彈簧 拉伸彈簧                    
中徑D2 D2=Cd 按表C取標準值                    
內徑D1 D1=D2-d                      
外徑D D=D2+d                      
旋繞比C C=D2/d                      
彈簧細長比b b=H0/D2   b在1～5.3的范圍內選取                    
自有高度或長度H0 H0≈pn+(1.5~2)d
(兩端并緊、磨平)
H0≈pn+(3~3.5)d
(兩段并緊、不磨平)		 H0=nd+鉤環軸向長度                      
工作高度或長度
H1，H2，...，Hn		 Hn＝H0－ln Hn＝H0+ln ln——工作變形量                    
有效圈數n   n≥2                    
總圈數n1 n1=n+(2~2.5)(冷卷) n1=n+(1.5~2)
(YII型熱卷)		 n1=n 拉伸彈簧n1尾數為1/4、1/2、3/4、整圈。推薦用1/2圈                  
節距p p=(0.28～0.5)D2 p=d                      
軸向間距d d=p-d                        
展開長度L L=pD2n1/cosa L≈pD2n+鉤環展開長度                      
螺旋角a a=arctg(p/pD2) 對壓縮螺旋彈簧，推薦
a＝5°～9°		                    
質量ms ms＝pd2Lg/4 g為材料的密度，對各種鋼，g＝7700kg/m3；對鈹青銅，g＝8100kg/m3                    
                           
尺寸系列表                          
表C: 普通圓柱螺旋彈簧尺寸系列 （摘自GB1358-78）                          
                           
彈簧絲直徑d(mm) 第一系列 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.6 0.8 1
1.2 1.6 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 6 8 10
12 16 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80
第二系列 0.7 0.9 1.4 -1.5 1.8 2.2 2.8 3.2 3.8 4.2 5.5 7
9 14 18 22 -27 28 32 -36 38 42 55 65
  第一系列 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.2 1.6 2 2.5 3
  3.5 4 4.5 5 6 7 8 9 10 12 16 20
  25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100
  110 120 130 140 150 160 180 200 220 240 260 280
  300 320 360 400                
彈簧中徑D2(mm) 第二系列 1.4 1.8 2.2 2.8 3.2 3.8 4.2 4.8 5.5 6.5 7.5 8.5
9.5 14 18 22 28 32 38 42 48 52 58 65
75 85 95 105 115 125 135 145 170 190 210 230
250 270 290 340 380 450            
有效圈數n(圈) 壓縮彈簧 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.25 4.5 4.75
5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5
11.5 12.5 13.5 14.5 15 16 18 20 22 25 28 30
拉伸彈簧 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20 22 25 28 30 35
40 45 50 55 60 65 70 80 90 100    
自由高度H0（mm） 壓縮彈簧
（推薦選用）		 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 22 24 26 28 30 32 35
38 40 42 45 48 50 52 55 58 60 65 70
75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 130 140
150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 320
340 360 380 400 420 450 480 500 520 550 580 600
620 650 680 700 720 750 780 800 850 900 950 1000

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