Miten jousen lujuus lasketaan?

Kierrejousen jousivahvistus k on k = Gd⁴/(8D³n), jossa G on leikkausmoduuli, d on langan halkaisija, D on kierteen keskimääräinen halkaisija ja n on aktiivisten kierteiden lukumäärä. Tämä kaava olettaa pyöreän langan ja merkityksettömän nousukulman.

Mikä on Wahlin korjauskerroin?

Wahl-kerroin Kw ottaa huomioon kierrejousien kaarevuuden ja suorat leikkausvaikutukset. Kw = (4C-1)/(4C-4) + 0,615/C, jossa C = D/d on jousiluku. Se lisää laskettua leikkausjännitystä, erityisesti pienillä jousilukuilla (tiukat kierteet).

Mihin jousiindeksiin C minun tulisi pyrkiä?

Tyypillinen jousiluku C = D/d välillä 4–12 on C. < 4 tekee jousien valmistuksesta vaikeaa ja aiheuttaa suuria jännityksiä. C > 12 voi johtaa sotkeutumiseen ja nurjahtamiseen. C = 6–10 on optimaalinen useimpiin sovelluksiin.

Mikä on kiinteä korkeus ja miksi sillä on merkitystä?

Asennuskorkeus on jousen pituus, kun se on täysin puristettu siten, että kaikki kierteet koskettavat toisiaan. Se on yhtä kuin (kierteiden kokonaismäärä) × langan halkaisija. Jousta ei saa koskaan puristaa kokoon asentokorkeuteensa käytössä, tai tapahtuu pysyvä muodonmuutos (plastinen muodonmuutos).

Mitä leikkausmoduulia G minun pitäisi käyttää?

Yleisiä arvoja: Musiikkilanka (ASTM A228) G ≈ 79,3 GPa, Ruostumaton teräs 302 G ≈ 69 GPa, Kromivanadiini G ≈ 77,2 GPa, Fosforipronssi G ≈ 41,4 GPa. G vaihtelee hieman lämpötilan ja langan halkaisijan mukaan.

Ilmainen suunnittelutyökalu #064

Kierrejousen suunnittelulaskuri

Suunnittele kierrejouset. Syötä langan halkaisija, kierteen halkaisija, vapaa pituus, aktiiviset kierrokset ja leikkausmoduuli laskeaksesi jousivakion, maksimikuormituksen, leikkausjännityksen ja kiinteyteen puristetun korkeuden.

Jousivakio k Wahl-tekijä Automaattinen laskenta

Langan halkaisija d (mm)

Jouskierteen keskiläpimitta D (mm)

Vapaa pituus L₀ (mm)

Aktiiviset kierrokset n

Materiaali (leikkausmoduuli G)

Päätytyypit

Pikaesiasetukset

Tulokset

Jousivakio k

—

Maksimikuormitus kiinteässä tilassa (F_kiinteä)

—

Suurin leikkausjännitys τ (Kw-kertoimella)

—

Kiinteä korkeus

—

Jousiluku C

—

Wahl-tekijä K_w

—

Jousiprofiili

Jousivakio

Leikkausjännitys Wahl-korjauksella

Wahl-tekijä

jossa C = D/d on jousiluku.

Kiinteä korkeus

Materiaali	G (GPa)	Tyypillinen käyttö
Musiikkilanka (A228)	79.3	Yleiskäyttöinen, korkea väsymiskestävyys
Kromi-vanadiini	77.2	Suuri rasitus, iskukuormitukset
Ruostumaton 302	69.0	Korroosionkestävyys
Fosforipronssi	41.4	Sähköinen, ei-magneettinen
Beryllium-kupari	44.8	Kipinöimätön, johtava

Esimerkki — Musiikkilangan jousi

Annettu: d = 4 mm, D = 30 mm, L₀ = 80 mm, n = 10, G = 79 300 MPa

C = 30/4 = 7,5

k = 79300 × 4⁴ / (8 × 30³ × 10) = 79300 × 256 / 2 160 000 = 9,39 N/mm

Blokkikorkeus = (10 + 2) × 4 = 48 mm → Liike = 80 − 48 = 32 mm

F_kiinteä = 9,39 × 32 = 300,5 N

⚠️ Huomautus: Älä koskaan purista jousta blokkikorkeuteen käytön aikana. Suunnittele käyttöliike enintään 80 %:ksi käytettävissä olevasta joustosta. Tarkista lommahdusriski, jos vapaa pituus / keskiläpimitta > 4.