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1、河南工程学院毕业设计（论文）YWZ630/121制动器设计及螺旋弹簧有限元分析学生姓名 系 别 机 械 工 程 系 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 指导教师 成 绩_ 摘 要制动器是用于机构或机器减速或使其停止的制动装置。有时也用作调节或限制机构或机器运动速度。它是保证机构或机器安全工作的重要部件。本次毕业设计选择的型号是外抱式制动器里的YWZ630/121型制动器。它主要用于起重、运输、冶金、矿山、港口建设等机械驱动装置和减速停车制动。它具有制动平稳、无噪音、寿命长、体积小、重量轻、维修方便等优点。制动衬垫为卡装饰整体型结构，更换方便、快捷。制动器工作过程：当推动器的电机通电时，电动
2、机带动转轴上的叶轮旋转，在油路中产生压力，此压力将油由活塞上部吸到活塞的下部，活塞上下的液压油产生一个压力差。此压力差迫使活塞和固定在其上的活塞推杆迅速上升，当活塞开到顶端位置时，活塞下部保持恒定的压力，此过程通过杠杆作用，压缩主弹簧产生力矩，把制动瓦打开（松闸）；当断电时，叶轮停止转动。活塞在制动弹簧回复力及本身质量作用下，迅速下降，迫使油通过油导向器，重新流入活塞上部。这时仍通过杠杆作用，把制动瓦合拢（抱闸），便达到制动的目的。螺旋弹簧的校核运用了有限元法，这样可以缩短设计周期，也有利于查找变形的截面。关键词 制动器 制动臂 杠杆 拉杆 有限元分析AbstractThe brake is
3、used in mechanism or machine deceleration or braking device to stop. It is also sometimes used as a regulating or restricting mechanism or machine movement speed. It is to ensure that the body or machine safety work important component.This graduation design choice of models is the YWZ external-cont
4、acting brake type brake. It is mainly used for lifting, transportation, metallurgy, mining, port construction machinery drive and deceleration parking brake. It has a smooth braking, no noise, long service life, small volume, light weight, convenient repair.Brake pad for card decoration overall stru
5、cture, convenient replacement, fast. Brake work process: when the drive motor is energized, the motor to drive the rotating shaft of impeller rotation, in the oil pressure, the pressure oil from the piston top suction to the lower portions of the piston, the piston of hydraulic oil to produce a pres
6、sure differential. This pressure difference forces the piston and fixed on the piston rod rises quickly, when the piston is at the top position, the lower portion of the piston to maintain a constant pressure, this process through the lever action, the main compression spring to generate torque, the
7、 brake open ( loosen ); When the power is off, the impeller stops rotating. The piston in the brake spring restoring force and quality function, decreased rapidly, forcing the oil through the oil guide, back into the upper part of the piston. This is still the leverage, the brake shoe closure ( brak
8、e ), then achieve the brake. Spiral spring check using the finite element method, which can shorten the design cycle, but also conducive to find the deformation of cross section.Key word：Brake Brake arm Lever Pull rod Finite element analysis 摘要及关键词2引言3一 制动器概述及分类 4二 制动器的选择与设 4三 制动器总体设计 6四 制动器的杠杆比计算 8
9、五 制动器主弹簧的设计与计算及校核 10六 受力分析14七 制动臂强度计算和校核16八 销轴的计算与校核 20九 推杆的计算及其稳定性校核23十 制动器使用条件和使用规范及维修 25致谢26参考文献27附录28YWZ630/121型制动器设计及螺旋弹簧有限元分析摘 要制动器是用于机构或机器减速或使其停止的制动装置。有时也用作调节或限制机构或机器运动速度。它是保证机构或机器安全工作的重要部件。选择的型号是外抱式制动器里的YWZ630/121型制动器，它主要用于起重、运输、冶金、矿山、港口建设等机械驱动装置和减速停车制动。具有制动平稳、无噪音、寿命长、体积小、重量轻、维修方便等优点。制动衬垫为卡装
10、饰整体型结构，更换方便、快捷。制动器工作过程：当推动器的电机通电时，电动机带动转轴上的叶轮旋转，在油路中产生压力，此压力将油由活塞上部吸到活塞的下部，活塞上下的液压油产生一个压力差。此压力差迫使活塞和固定在其上的活塞推杆迅速上升，当活塞开到顶端位置时，活塞下部保持恒定的压力，此过程通过杠杆作用，压缩主弹簧产生力矩，把制动瓦打开（松闸）；当断电时，叶轮停止转动。活塞在制动弹簧回复力及本身质量作用下，迅速下降，迫使油通过油导向器，重新流入活塞上部。这时仍通过杠杆作用，把制动瓦合拢（抱闸），便达到制动的目的。螺旋弹簧的校核运用了有限元法，这样可以缩短设计周期，也有利于查找变形的截面。关键词 制动器/
11、制动臂/杠杆/拉杆/有限元分析AbstractThe brake is used in mechanism or machine deceleration or braking device to stop. It is also sometimes used as a regulating or restricting mechanism or machine movement speed. It is to ensure that the body or machine safety work important component.This graduation design choic
12、e of models is the YWZ external-contacting brake type brake. It is mainly used for lifting, transportation, metallurgy, mining, port construction machinery drive and deceleration parking brake. It has a smooth braking, no noise, long service life, small volume, light weight, convenient repair.Brake
13、pad for card decoration overall structure, convenient replacement, fast. Brake work process: when the drive motor is energized, the motor to drive the rotating shaft of impeller rotation, in the oil pressure, the pressure oil from the piston top suction to the lower portions of the piston, the pisto
14、n of hydraulic oil to produce a pressure differential. This pressure difference forces the piston and fixed on the piston rod rises quickly, when the piston is at the top position, the lower portion of the piston to maintain a constant pressure, this process through the lever action, the main compre
15、ssion spring to generate torque, the brake open ( loosen ); When the power is off, the impeller stops rotating. The piston in the brake spring restoring force and quality function, decreased rapidly, forcing the oil through the oil guide, back into the upper part of the piston. This is still the lev
16、erage, the brake shoe closure ( brake ), then achieve the brake. Spiral spring check using the finite element method, which can shorten the design cycle, but also conducive to find the deformation of cross section.Key word：Brake Brake arm Lever Pull rod Finite element analysis 1 绪 论1.1 制动器设计的意义工程机械作
17、为现代社会进步的重要标志，有许多保证其性能的大部件，制动系就是其中一个重要的大部件，它直接影响工程机械的安全性。随着社会的快速发展和工程强度的日益增大，工程事故也不断增加。据有关资料介绍，在由于工程机械本身的问题而造成的事故中，制动系统故障引起的事故为总数的28%。可见，制动系统是保证工程安全的极为重要的一个系统。此外，制动系统的好坏还直接影响工程机械的施工速度和施工效率，其也是保证工程经济效益的重要因素。制动系统既可以使工作中的机械减速，又可保证停止后的工程机械能驻留原地不动。由此可见，制动系对于工程机械的安全性，停止的可靠性和工程经济效益起着重要的保证作用。当今，随着社会经济不断发展，工程
18、量以及工程强度的增加，对工程机械制动系的工作可靠性要求显得日益重要。只有制动性能良好和制动系工作可靠的工程机械才能充分发挥出其强大的功能并保证施工的安全性。由此可见，制动系是工程机械非常重要的组成部分，从而对工程机械制动系的机构分析与设计计算也就显得非常重要了随着工业技术的迅速发展，现代的机器为提高动力性、经济性、全性，以及减少废物污染保护环境，减少新产品设计周期，广泛的采用网络技术和虚拟模仿技术，且技术日益成熟。目前，工业发达国家在新生产的工业产品，已普遍采用了全自动化生产。20世纪70年代随着电子技术的进步、数字电子技术大规模集成电路的发展和微机的应用，电子控制式的制动器日趋成熟，成本不断
19、下降，并且体积小、重量轻、控制精度高，其安全效能十分显著。例如：上海汽车制动系统有限公司引进并合资生产的汽车防抱死制动系统（ABS）产品已于1997年2月顺利投产；测控一体化制动控制系统（SBC）是充满创意的电子控制式制动系统，奔驰公司将把它安装在未来的乘用车上。与奔驰公司创造的ABS、ASR、ESP以及制动辅助系统（Brake Assist）一脉相承，这种系统将成为提高汽车驾驶安全性的一个新里程碑。1.2 制动器研究的现状 工程机械在工作中要频繁进行制动操作，由于制动性能的好坏直接关系到人身安全，因此制动性能是工程机械非常重要的性能之一，改善工程机械的制动性能始终是工程机械设计制造和使用部门
20、的重要任务。当工程机械制动时，由于其受到与之前相反的外力，所以才导致制动器发挥制动效果。对这一过程情况的分析有助于制动系统的分析和设计，因此制动过程受力情况分析是实验和设计的基础，由于这一过程较为复杂，因此一般在实际中只能建立简化模型分析。1.3 制动设计应达到目标制动转矩1800-2800 NM；退距2 mm；匹配推动器型号Ed121/6；电动机功率330W；操作频率2000次/h；重量185.8kg 1。1.4 制动系统设计要求提出制动系统的结构方案，确定相匹配的液压推动器及其推动杆，使制动性能更加稳定。对制动瓦的瓦衬部分采用半金属摩擦块材料并采用组装式安装，使其不仅散热性好、冲击强度大、
21、摩擦性能稳定，并且由于采用组装式，科技克服铆接所带来的加工、安装、维修中的不便，同时又使其经济性和制造工艺性有所改善。制动臂采取弯形臂，并采用铸造成型，这样即保证了同芯的要求，又克服了直臂所造成的工作中转角过大、退居不均、结构尺寸不紧凑的特点2。校核部分采用有限元方法，其与传统方法相比，可以减少设计成本、缩短设计和分析的循环周期、增加产品和工程的可靠性、查找事故原因。2 制动器概述及分类制动器是用于机构或机器减速或使用其停止的自动装置。有时也用作调节或限制机构或机器的运动 速度。它是保证机构或机器正常安全工作的重要部件。电力制动（再生制动、涡流制动、反接制动等）只能消耗、机构或机器的一部分动能
22、，减小或限制其运动速度，不能使运动停止。机械制动器则具有减速、停止及支持等功能。为了减小制动转矩，缩小制动器尺寸。通常将制动器装在机构的高速轴上，或装在机构的高速轴上，或装在减速器的输入轴上。某些安全制动器则装在低速轴或卷筒轴上，以防止在传动机构中断轴时物品的坠落。特殊情况下也有将制动器装在其他轴上的。按工作状态分，制动器可分为常闭式和常开式。常闭式制动器靠弹簧或重力的作用经常处于紧闸状态，而机构运行时，则用人力或松闸器制动器使制动器松闸。与此反常开式制动器经常处于松闸状态，只有施加外力时才能使其紧闸。按照构造特征分，常用制动器分类如下：摩擦式制动器（常开常闭式） 外抱块制动器长行程块式，短行
23、程块式制动器 内张蹄式制动器双蹄式、多蹄式制动器 带式制动器简单带式、差动带式综合带式制动器、短行程带式制动器 盘式制动器a 钳盘固定钳式浮动钳式制动器 b 全盘单盘式、多盘式载荷自制盘式制动器c 锥盘锥盘式载荷自制锥盘式制动器非摩擦式制动器磁粉式制动器（半摩擦式）磁涡流式制动器水涡流式制动器3 制动器的选择与设计3.1 制动器类型的选择3.1.1 需要应用制动器的机构或机器的工作性质和条件例如对于起重机械的起升和变幅机构都必须采用常闭式制动器。而对于车辆及起重机械的运行和旋转机构等，为了控制制动转矩的大小以便准确停车，则多采用于常开式的制动器。3.1.2 应充分注意制动器的任务例如支持物品用
24、制动器的制动转矩必须有足够的裕度，即应保证一定的安全系数。对于安全性有高度要求的机构需装设双重制动器，如运送熔化金属的起升机构规定必须装设两个制动器，其中每一个制动器都能安全地支持铁水包而不致坠落。对于落重式制动器，则应考虑散热问题。它必须具有足够的散热面积，使其能将在制动时重物位能所产生的热量散去，以免过热损坏或失效。3.1.3 应考虑应用的场所。如安装制动器的地点有足够的空间时，则可选用外抱式制动器空间受限制处，则可采用内蹄式、带式、盘式制动器。3.2 常用制动器性能比较3.2.1 制动器特点及应用说明构造简单可靠，散热好。瓦块有充分和较均匀的退距，调整间隙方便。对于直形制动臂，制动转矩大
25、小与转向无关，制动轮轴不受弯曲作用力。但包角和制动转矩小，制动比带式制动器复杂，杠杆系统复杂外形尺寸大。应用较广，适于工作濒繁及空间较大的场合。3.2.2 式制动器特点及应用说明两个内置的制动蹄在径向向外挤压制动鼓，产生制动转矩。机构紧凑，散热性好，密封容易。可用于安装空间受限制的场合，广泛用于轮式起重机，各种车辆如汽车、拖拉机等的车轮中。3.2.3 制动器特点及应用说明构造结构紧凑，包角大（可超过2），制动转矩大。制动轮轴手较大的弯曲作用力，制动带的比压和磨损不均匀。简单和差动带式制动器的制动转矩大小均与旋转方向有关。限制于应用范围，散热差。适于大型机器，要求结构紧凑的制动，如用于移动式起重
26、机中。3.2.4盘式制动器的特点及应用说明利用轴向压力使圆盘或圆锥形摩擦表面压紧，实行制动。制动轮轴不受弯曲，构造紧凑。有带式制动器比较磨损均匀，制动转矩大小与选择方向无关，制动封闭型式防尘防潮。摩擦面散热条件次于块式和带式，温度教高。适于应用在紧凑性要求高的场合，如车辆的车轮和电动葫芦中。3.2.5 载荷自动盘式制动器的特点及应用说明靠重自重在机构中产生的内力制动。它能保证重物在升降过程中平稳下降和安全悬吊，主要用于提升设备及起重机械的起升机构中。3.2.6 磁粉制动器的特点及应用说明主要利用磁粉磁化时所产生的剪力来制动。体积小，重量轻。激磁功率小且制动转矩与转动件的转速无关。然磁粉会引起零
27、件磨损，使用于自动控制及各种机器的驱动系统中。3.2.7 磁涡流制动器的特点及应用说明紧固耐用，维修方便，调速范围大。但低速时效率低，温升高，必须采取散热措施。常用于有垂直负载的机械中，（如起重机械的起升机构）吸收停车前的功能，以减轻停止式制动器的负载。4 制动器总体设计4.1 设计方案的分析与拟定本次设计制动器的基本要求是：构造简单可靠，制动平稳。操纵灵活，散热性好，体积小，重量轻。根据此基本要求注重选择外抱式制动器，通常简称块式制动器。外抱式制动器主要用于起重、运输、冶金、矿山、港口、建筑等机械驱动装置的机械制动。具有制动平稳、无噪音、寿命长、体积小、重量轻、维修方便等特点。外抱式制动器的
28、优点为：当制动臂为直杆时，制动转矩大小与转向无关，制动时制动轮轴不受附加的弯曲作用力；但当制动臂为弯杆，制动时将使制动轴承受附加的弯曲作用力；其次是易于调整制动瓦块与制动轮间的退距，制动瓦块摩擦衬片磨损比较均匀。根据以上基本要求和用途及其特点推荐两种设计方案以比较确定：第一种方案：传动装置简图采用YT推动器与机架相匹配组成制动装置，YT系列推动器由驱动电动机和器身两部分组成。电机为全封闭式的二级三相微型异步电动机具有出力大、体积小、重量轻、性能指标优异，使用安全可靠等优点。机架部分由底座、制动臂、制动瓦、主弹簧、杠杆推杆、拉杆等部分组成。结构简单、价格便宜、制动力大。但由于液压缸密封性能较差，
29、只限于倾斜15左右的安装位置，传递推力的双推杆装置，在安装时位置精度不宜保证，且加工调试维修都不方便。制动臂加工时，同心度又不易保证且制动臂采用直臂造成工作时，转角过大，退距不均匀，且主弹簧的安装位置增大了整机的结构尺寸。制动瓦部分采用铆接式组装，使制动瓦衬在摩损后不宜更换。制动瓦衬采用石棉材料，其耐热性较差，热衰退现象严重，摩耗高，同时制动性能不稳定。又由于该方案的杠杆比单一。因此，制动力矩的大小无法调整，这些都给实际生产中带来不便。第二种方案：采用Ed推动器与机架相匹配组成制动装置。该推动器由驱动电机和液压缸组成。电机和液压缸组成一体密封性能极好、具有使用寿命长、操作频率高的特点。安装相应
30、辅助件能实现制动时间可调节，使制动性能更加平稳。液压系统的油腔密封采用双层密封圈，使密封性能大大提高。安装位置能做90的偏转。推动部分采用单推杆的形式，使加工安装维修有了大的改善。推杆采用先进的防护措施，可减少摩损和防腐蚀，使用于空气中腐蚀介质和相对温度高、灰尘大的场合。制动瓦部分的瓦衬采用半金属磨擦块材料，不刮伤制动轮表面切散热性能好，冲击强度高，摩擦系数大，摩擦性能稳定。安装采用组装式，克服了铆接所带来的加工、安装、维修中的不便，同时又使其经济性和制造工艺性有所改善。制动臂由原来的直臂改成弯形臂，并采用铸造成形，使零件加工时，保证了同心度的要求，且克服了直臂所造成的工作中转角过大、退距不均
31、、结构尺寸不紧凑的缺点。杠杆部分杠杆比增多。可根据用户需要调节制动力矩的大小，主弹簧的安装位置由原来的横装改为纵装，使整机结构尺寸减小，并使传递动力系统结构简化。综上所述，第二种方案较第一种方案优良，符合制动装置的基本要求。经分析确定方案（2）为本次设计的题目。4.2 制动器的工作原理 当推动器的电机通电时，电动机带动转轴上的叶轮旋转，在油路中产生压力，此压力将油又活塞上部吸到活塞的下部，活塞上下的液压油产生一个压力差。此压力差迫使活塞和固定在其上的活塞推杆迅速上升，当活塞开到顶端位置时，活塞下部保持恒定的压力，此时过程通过杠杆作用，压缩主弹簧产生力矩，把制动瓦打开（松闸）；当断电时，叶轮停止
32、转动。活塞在制动弹簧回复力及本身质量作用下，迅速下降，迫使油通过油导向器，重新流入活塞上部。这时仍通过杠杆作用，把制动瓦合拢（抱闸），便达到制动的目的。4.3 已知参数：查机械设计手册4第二版P41-285，表41.13-25 YWZ5 200710制动器性能参数选型号为630/121，制动轮直径630mm制动转矩1800-2800 NM；退距2 mm；匹配推动器型号Ed121/6；电动机功率330W；操作频率2000次/h；重量185.8kg。查机械设计手册4第二版 第41-286页表：型号YWZ5 630/121，D：630 h1：425 h2：330 e2：327选装图外型尺寸：G：45
33、0 f：220 k：400 I：170 d：27 n5选5E375选375 M：250 B250选250b250选245 T240选240 S148选148 Hmax：1015 Amax：835 如下图：YWZ型液压推杆制动器：制动平稳，无噪声，寿命较长，重量轻，体积小，每小时可接通由电720次，使用于运动和旋转机构，不应用于需快速制动的地方。退距E=2mm D=4630mm 制动转矩Te=18002800 NM安装尺寸符合：GB6332-865 制动器的杠杆比计算5.1 杠杆比的设计与计算中参数选择：试选 h2=330mm h3=495mm b=171mm g1=198mm g2=447mm
34、5.1.1 推动器至主制动轮的杠杆比 i= (5-1) 式中 从制动臂底端到制动瓦的距离,=330mm 从制动瓦到制动臂末端的距离,=495mm 从制动轮中芯到右螺栓的距离，=400 mm 制动瓦的宽度， =150 mm 将,带入式(3-1)，得i6.535.1.2 推动器至主弹簧的杠杆比 i1= (5-2)式中 从制动轮中芯到右螺栓的距离， =447 mm； 从制动轮中芯到左螺栓的距离，=198 mm 将, 带入式 （5-2），得 =2.265.1.3 弹簧至制动瓦的杠杆比i2= =2.89式中 从制动轮中芯到左螺栓的距离，=198mm 制动瓦的宽度，=150 mm 从制动瓦到制动臂末端的距
35、离，=495 mm 从制动臂底端到制动瓦的距离，=330 mm5.2 松闸（即推动器）行程的计算5.2.1 松闸行程的计算由起重机设计手册式3.7.13式he= =27.49式中 退距，=1.5mm 推动器至制动轮的杠杆比，=6 将，带入式 （3-4），得 mm5.2.2松闸补偿行程的计算假设制动瓦衬允许磨损到即开始进行补偿阶段，试取=5.07，且从安全考虑，一般取0.95h1为补偿行程，由式 h1=2i=25.076.53=66.21mm所以 0.95h1=62.90 取h1=63mm上式：为退距 i杠杆比 松闸装置到制动瓦间的效率5.3 松闸摩擦副额定正压力的计算：选取摩擦材料为半金属材料
36、（以金属为填料高分子树脂为粘接剂构成的复合材料）由起重机设计手册式3. 7.1 正压力 N= =（5714.298888.89）N式中 ，=800-1400 mm 摩擦系数,=0.5 制动轮直径,D=500 mm将，带入式（3-5），得 N5.4 制动覆面的比压q取制动瓦的宽度 B=250mm制动覆面包容角的中心角一般取=7080，选取=70一个制动瓦的伏面弧长 L= 式中 制动伏包容角的中芯角，= 制动轮直径，630mm 将带入式 （3-6），得=385.75mm摩擦材料的许用比压q=0.29N/mm2由起重机设计手册式3.7.2q=qq=0.06 q故许用比压满足要求5.5 产生额定力矩所
37、需要的弹簧力：= =2974.75式中 额定力矩,=800 制动轮直径，=630mm 主弹簧至制动轮的杠杆比,=3 摩擦系数，=0.5 工作行程系用系数，=0.95 将，,，带入式（3-7），得=1123 N5.6 制动弹簧附加压缩量5.6.1 推动器至最大行程时弹簧附加压缩量= =40.27mm式中 工作行程 , =18 mm； 补偿行程 ， =57 mm； -推动器至弹簧的杠杆比，=2 将，带入式 （3-8），得=38 5.6.2 补偿压缩量为使瓦衬磨损后，仍能保证额定力矩弹簧所附加的压缩量= =27.88mm式中 h1松闸补偿行程 i1松闸器至弹簧的杠杆比将，带入（3-9），得=3.5
38、6 制动器主弹簧的设计与计算及校核6.1 弹簧的设计计算与校核 弹簧按结构形状可分为圆柱螺旋弹簧，变径螺旋弹簧，弹簧多在变应力下工作，其应力不允许超过屈服极限，因此材料要求具有高的疲劳极限屈服极限和一定的冲击韧性。对热成型的大型弹簧要求材料具有良好的淬透性低的过热敏感性和不易脱碳性，热轧弹簧钢主要以圆钢扁钢和方钢等产品供应，其直径或厚度一般为550mm，多用于制造大型弹簧。此类材料在制造弹簧时一般采用加热成型，然后经淬火回火处理。冷轧弹簧钢主要以钢丝和钢带等材料供应。碳素弹簧钢丝多为淬火的冷拉钢丝，多用于制造小型弹簧，冷卷成型后，只需进行退火处理6。根据此制动器的要求，可选用圆柱螺旋弹簧，考虑
39、到制动器的应用场合，可选用热轧弹簧钢，材料硬度应在4550HRC，温度范围在-40200，故符合条件的材料有四种：55Si2Mn 55Si2Mn8 60Si2Mn 60Si2MnA，可选用60Si2Mn。又根据所受冲击负荷次数，故选用类6。 原始参数： 查机械设计手册4第2版 弹簧的工作行程 =40.27mm 最小工作负荷 =2974.75N最大工作负荷 =3352N（估取）6.1.1 选材料：根据用途及工作要求（机械设计手册4第二版），选该弹簧材料：60CrMnA，压缩弹簧的III类许用切应力t=710 N/mm2 （表4-2-1）切变模量G=MPa弹性模量E=Mpa （符合GB5218标准
40、 表4-1-4）6.1.2弹簧指数C 由表4-2-8选取C=76.1.3弹簧曲度系数K = （6-1）式中 弹性指数 将带入式（6-1），得6.1.4确定弹簧丝直径d d=1.6 （6-2） 式中 最大工作载荷，=3352 N 弹簧曲度系数,=1.21 弹性指数,=7 许用切应力, =710 MPa 将，,带入式（6-2），得 d10.11mm取标准值d=10mm 6.1.5 弹簧其他参数 直径d=10mm 由表4-2-4得许用应力 =565MPa 本题目工作情况同表中数据一样为第III类载荷，按表4-2-2取系数1 = （6-3） 式中 最大工作载荷，=3352 N 许用应力, =565MP
41、a 许用切应力, =710 MPa 将，, 带入式 (6-3)，得 =2667N查表4-2-4接近2640N 所以选d=10mm 弹簧中径为80mm 弹簧的内径外径， 内径： （6-4） 外径： 式中 弹簧中径，=80mm 弹簧丝直径，=10mm 将D,d带入式 (6-4)，得 =70mm =90mm 弹簧所需的刚度 = （6-5）式中 工作最大负荷， =3352N 工作最小负荷，=2974.75N 弹簧工作行程，=40.27mm 将，带入式 （6-5），得9.37N/mm 要求刚度下的总压缩量 = （6-6） 式中 工作最大负荷，=3352 N 弹簧要求的刚度，=9.37N/mm 将， 带入式 (6-6)，得357.74mm有效圈数n n= （6-7）式中 刚度下的总压缩量，=357.74 mm 剪切弹性模量，=79000 MPa 弹簧丝直径,=10 mm 工作最大负荷,=3352 N 弹簧中径,=80 mm 将 ，,， ，带入式（6-7），得 n19.58 取20总圈数n1 n1=n+2=20+2=22实际刚度 = （6-8）式中 剪切弹性模量，=79000MP
