弹簧挠性设计和装配

罗 斐

（湖南科技经贸职业学院，湖南 衡阳 421001）

弹簧广泛应用于机械、模具、汽车电器等设备和部件中，是常用的零件，其作用是缓冲、减震、夹紧、测力和贮存能量。因此，弹簧的绘图是经常遇到的工作，除了绘制自由状态的弹簧，还要绘制在装配状态的弹簧。绘制自由状态的弹簧，根据弹簧的参数即能绘制，绘制装配状态的弹簧，则必须根据装配空间大小，决定弹簧的高度，改变弹簧的螺距等参数，这就需要弹簧的挠性设计和装配。

本文介绍基于proe的弹簧挠性设计与装配的步骤。该弹簧的自由高度为112 mm，钢丝直径Φ 4 mm，外径Φ 25 mm，节距7 mm，组装空间高度为93 mm，支承圈数为2.5，组装到模具的卸料装置中。

1 变节距弹簧的设计

变节距弹簧设计方法有多种。我们直接采用变节距弹簧设计，采用“插入/螺旋扫描/伸出项”命令，出现伸出项：螺旋扫描对话框，在菜单管理器的属性选项中，选择可变的，其余默认选项有穿过轴，右手定则，点击完成，选取fornt为草绘平面/方向/正向/缺省进入草绘环境，先绘出螺旋扫引轨迹，点击完成，定义螺距，输入螺距t=7，并用断点按钮，在距两端点4 mm处得两断点，使扫引轨迹分成3段，添加点，输入开点节距4和终点节距4，得到螺距曲线图（如图1所示），点击完成，完成螺距定义。

图1 螺距曲线图

绘出钢丝直径Φ 4 mm，点击继续当前部分完成按钮，点击伸出项螺旋扫描对话框的确定，完成可变节距右螺旋弹簧的草绘，完成的弹簧如图2所示。

图2 变节距右螺旋弹簧草绘图

应用旋转工具来剪切弹簧上下部位，使弹簧两端呈平头状，如图3所示。

图3 变节距弹簧的设计

经过以上步骤，完成了变节距弹簧的设计。

2 弹簧挠性设计

用菜单栏下的编辑/设置挠性，出现挠性对话框，点击添加，选定对象，弹簧，在菜单管理器中点选轮廓/指定/完成，接下来选定自由高度112，然后鼠标中键单击两次，在挠性：准备可变性项目对话框出现112，高度尺寸名d3与当前尺寸112，在对话框中点击添加，在模型树中点击旋转，再一次选定112尺寸，单击鼠标中键，在对话框中出现尺寸名d40及当前尺寸112，点击确定，完成挠性设计，挠性：准备可变项目对话框，如图4所示；

图4 挠性：准备可变项目对话框

在装配前要作一些处理，先打开已设计好的挠性弹簧，在模型树中点击伸出项/信息/特征。出现符号尺寸与数值尺寸列表，确定查询的尺寸，在关系对话框中添加如下的关系：

d3=93；

d2=46.5；

d5=（d3-2*d10）/（t-circle-2）；

d6=（d3-2*d10）/（t-circ/e-2）。

并在局部参数中添加t-circle和值17，确定。完成弹簧挠性设计及预处理。

3 弹簧挠性组装

调出设计的弹簧组装图，如图5所示（该模具卸料装置只画出其中一个弹簧组装），将挠性弹簧添加到组件按钮，出现确认对话框，确定，出现了弹簧挠性，可变项目对话框，点击确认，可将弹簧组装到部件中去，其步骤与常用组装步骤一样进行装配，即可完成弹簧压缩状态挠性组装。

组装完成图如图6所示。

图5 弹簧组装图

图6 弹簧压缩状态挠性组装图

4 结束语

平常设计弹簧都是自由状态的，而弹簧都必须要有预压力。因此，弹簧都必须在压缩状态装配到部件中，如不进行挠性设计与组装，弹簧在装配状态就不和谐了，所以要根据空间高度，对弹簧做挠性设计，使装配和谐，本文介绍的方法能有效及和谐地进行弹簧组装。

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