设计一具有预应力的圆柱螺旋拉伸弹簧。已知：弹簧中径D≈10mm 外径D2＜15mm。要求：当弹簧变形量为6mm时 拉力为16
弹簧,外径,预应力
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设计一具有预应力的圆柱螺旋拉伸弹簧。已知：弹簧中径D≈10mm，外径D2＜15mm。要求：当弹簧变形量为6mm时，拉力为160N；变形量为15mm时，拉力为320N。
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(1)选择材料并确定其许用弯曲应力
假设此弹簧为一般工作情况，按第Ⅱ类弹簧来考虑现选用弹簧钢丝65Mn。并根据D2-D≤15-10=5mm，估取弹簧钢丝直径为3mm，由表得σB=1600MPa，则根据表可知[τ]=0.8×0.4×σB=512MPa。
(2)根据强度条件计算弹簧钢丝直径
根据条件D≈10mm，D2＜15mm及估取的弹簧直径d=3mm，按照尺寸系列初取D=12mm，则旋绕比C=D/d=12/3=4/1
取弹簧钢丝直径为3mm，则D2=D+d=12+3=15。所得尺寸与题中限制条件相符，合适。
(3)根据刚度条件计算弹簧圈数n
弹簧刚度为 15N
由表得G=82000MPa，弹簧圈数n为n=215 取n=28圈。此时弹簧的刚度为25N