弹簧的计算公式

1、線徑d (mm中徑D(mm有效圈數n 材质G/(Kg/mm 许用剪切应力(Mpa20110560Si2Mn 8000740弹簧丝直径 d (mm 0.20.40.51 1.12.2 2.56716C71451251041048,通常取590 。弹簧丝材料的长度:(对压缩弹簧;=t-d ;弹簧的自由长度:H=n·+(n0-0.5d (两端并紧磨平;H=n·+(n0+1d (两端并紧,但不磨平。弹簧螺旋升角:t=d (对拉伸弹簧;式中:max - 弹簧的最大变形量; - 最大变形时相邻两弹簧丝间的最小距离,一般不小于0.1d 。弹簧钢丝间距:弹簧节距t 一般按下式取:(对压缩弹

2、簧;弹簧设计中,旋绕比(或称弹簧指数C 是最重要的参数之一。C=D2/d ,弹簧指数愈小,其刚度愈大,弹簧愈硬,弹簧内外侧的应力相差愈大,材料利用率低;反之弹簧愈软。常用弹簧指数的选取参见表。弹簧总圈数与其工作圈数间的关系为:如图所示,圆柱弹簧的主要尺寸有:弹簧丝直径d 、弹簧圈外径D 、弹簧圈内径D1,弹簧圈中径D2,节距t 、螺旋升角a 、自由长度H0等。2、弹簧参数的计算压缩弹簧参数计算圆柱螺旋压缩与拉伸弹簧的设计1 圆柱弹簧的参数及几何尺寸1、弹簧的主要尺寸(见右图对于拉伸弹簧,n1>20时,一般圆整为整圈数,n1<20时,可圆整为1/2圈;对于压缩弹簧总圈数n1的尾数宜取

3、1/4、1/2或整圈数,常用1/2圈。为了保证弹簧具有稳定的性能,通常弹簧的有效圈数最少为2圈。C 值大小对弹簧刚度影响很大。若其它条件相同时,C 值愈小的弹簧,刚度愈大,弹簧也就愈硬;反之则愈软。不过,C 值愈小的弹簧卷制愈困难,且在工作时会引起较大的切应力。此外,k 值还和G 、d 、n 有关,在调整弹簧刚度时,应综合考虑这些因素的影响。式中n 为弹簧的有效圈数;G 为弹簧的切变模量。这样弹簧的圈数及刚度分别为3、弹簧的刚度圆柱弹簧受载后的轴向变形量系数Ks 可以理解为切向力作用时对扭应力的修正系数,进一步考虑到弹簧丝曲率的影响,可得到扭式中K 为曲度系数。它考虑了弹簧丝曲率和切向力对扭应

4、力的影响。一定条件下钢丝直径2、弹簧的强度从受力分析可见,弹簧受到的应力主要为扭矩和横向力引起的剪应力,对于圆形弹簧丝图示的压缩弹簧,当弹簧受轴向压力F 时,在弹簧丝的任何横剖面上将作用着:扭矩T=FRcos ,弯矩M=FRsin,切向力Q=Fcos和法向力N=Fsin(式中R 为弹簧的平均半径。由于弹簧螺旋角的值不大(对于压缩弹簧为690 ,所以弯矩M 和法向力N 可以忽略不计。因此,在弹簧丝中起主要作用的外力将是扭矩T 和切向力Q 。的值较小时,cos 1,可取T=FR 和Q=F 。这种简化对于计算的准当拉伸弹簧受轴向拉力F 时,弹簧丝槽剖面上的受力情况和压缩弹簧相同,只是扭矩T 和切向力

5、Q 均为相反的方向。所以上述两种弹簧的计算方法可以一并讲述。(对拉伸弹簧;其中l 为钩环尺寸。2 弹簧的强度计算1 、弹簧的受力(见右图如果F>Fcr ,应重新选择有关参数,改变b 值,提高Fcr 的大小,使其大于Fmax 之值,以保证弹簧的稳定性。若受结构限制而不能改变参数时,就应该加装图b、c所示的导杆或导套,以免弹簧受载时如果b 大于上述数值时,则必须进行稳定性计算,并限制弹簧载荷F 小于失稳时的临界载荷Fcr 。一般取F=Fcr/(22.5,其中临界载荷可按下式计算:Fcr=CBkH0式中,CB 为不稳定系数,由下图查取。为了便于制造和避免失稳现象出现,通常建议弹簧的长径比b=H

6、0/D2按下列情况取为:弹簧两端均为回转端时,b2.6;弹簧两端均为固定端时,b5.3 ;弹簧两端一端固定而另一端回转时,b3.7。4、稳定性计算压缩弹簧的长度较大时,受载后容易发生图a 所示的失稳现象,所以还应进行稳定性的验算。(见最大许用压力Ps(Kg.f弹簧常数K (Kg/mm2154.36805124184046差愈大,材料利用率低;反圈内径D1,弹簧圈中径D2,k 19531.25N/M 7.68;对于压缩弹簧总圈数n1,通常弹簧的有效圈数最弹簧,刚度愈大,弹簧也引起较大的切应力。此外,。丝曲率的影响,可得到扭条件下钢丝直径簧丝用着:扭矩T=FRcos ,弯径。由于弹簧螺旋角的因此,在弹簧丝中起主要作F