圆柱螺旋压缩弹簧计算公式

最小输出扭矩M（Nm）Mmin5500

最大输出扭矩M（Nm）Mmax18500

驱动半径R（m）R0.22倒数 1/R4.545455

驱动半径R（mm）R220

弹簧最小输出力 P1（N）P125000

弹簧最大输出力 Pn（N）Pn84090.90909

工作行程 L（m）L0.3454

工作行程 h（mm）h345倒数 1/h0.002895

最大最小输出力差 ΔP（N）Pn-P159090.90909

初算弹簧刚度 P'（N/mm）ΔP / h171.0796442倒数 1/P'0.005845

工作的极限载荷 Pj（N）K × Pn92500系数 K1.1

初选材料直径d及中径DdDPjfjP'd

弹簧452209132524.323755

有效圈数 nP'd / P'21.94884154取整22倒数0.045455

总圈数 n1n + 224

弹簧刚度 P'（N/mm）P'd / n170.6818182取整170.7倒数0.005858

工作极限载荷下的变形量 Fjn × fj535.04取整536倒数0.001866

节距 t（mm）Fj / n+d69.36363636Fj / n24.36364

自由高度 H0（mm）nt + 1.5d1593.5nt15261.5d67.5

取标准值 H0（mm）1594

弹簧外径 D2（mm）D + d265

弹簧内径 D1（mm）D - d175

螺旋角 α（弧度）arc tan t/πD0.100024850.10035980.001447691.15

展开长度 L（mm）πDn1 / cosα166711.0050.995002

最小载荷时的高度 H1（mm）H0 - P1 / P'1447.54P1/ P'146.4558

最大载荷时的高度 Hn（mm）H0 - Pn / P'1101.38Pn / P'492.624

极限载荷时的高度 Hj（mm）H0 - Pj / P'1059.00 Pj / P'535.0029

无色为输入值潜蓝色为输出值，自动生成项目输入值名称值材料线径mm d 1弹簧内径mm D19.1弹簧外径mm D211.1弹簧中径mm D10.100D=D1+d材料弹性模量N/mm² E 186000旋绕比 C10.10C=D/d材料抗拉强度（应力）MPa σb1850自由角度 º 144有效圈数 n3.4扭转刚度（N.mm/ º） M'1.332最小负荷扭角º 16最小扭矩N.mm M121.3最大负荷扭角º 76最大扭矩N.mm M2101.2扭臂1长度 mm L123.57最小弯曲应力MPa σmin217.2扭壁2长度 mm L211.4最大弯曲应力MPa σmax 1031.6循环特征 γ0.21上限应力系数 σmax/σb0.56σmax/σb最大负载状态下直径减少量 mm ΔD0.63导杆直径 mm D'7.63

a)、长扭臂弹簧

二、疲劳度判断b）、短扭臂弹簧（L1,L2=0)公式

判定说明：查下表疲劳度图，若γ与σmax/σb值的交点在图中 下方，说明该弹簧的疲劳强度N > 次，σmax/σb=0.7是弹簧不发生永久变形的极限值圆柱螺旋扭转弹簧疲劳度计算

一、弹簧参数计算输入参数区域输出区域

]}3/)([*3670/{'214LLDnEdM12)/(3231mindM)/(3232maxdMmaxmin/

n10)360/(2nDD)(9.0'1DDD11'*MM22'*MM)]int([360nn

n10

.

;. 圆柱螺旋压缩弹簧计算

项目 单位 公式及数据

原

始

条

件 最小工作载荷P1 N P1=750

最大工作载荷Pn N Pn=2200

工作行程h mm h=32

端部结构 端部并紧、磨平，支承圈数为1圈

弹簧中径D mm 44

弹簧直径d mm 8

弹簧材料 60Si2Mn

旋绕比C 5.5844dDC

曲度系数K mpa 28.1615.04414CCCK

材料极限切应力、材料切变模量 Тi= 471

G=78500

参

数

计

算 初算弹簧刚度P/ N/mm 31.453275022001/hPPPn

工作极限载荷Pj N 因是I类载荷：Pj≥1.67Pn

顾Pj=1.67×2200=3674

工作极限载荷下的

单圈变形量fj mm

fj=jGdKD•2=6.16

单圈弹性刚度P'd N/mm

P'd348dGd=471.83

有效圈数n 圈

41.1031.4583.471P//dPn

按照表11-2-10取标准值n=10.5

总圈数n1 圈 n1=10.5+2=12.5

弹簧刚度P/ N/mm

22.245.1083.471P//nPd

工作极限载荷下的变形量Fj mm Fj=nfj=10.5×6.16=64.68

节距t mm 16.1485.1068.64dnFjt

自由高度H0 mm H0=nt+1.5d=10.5×14.16+1.5×8=160.68

取标准值H0=160

弹簧外径D2 mm D2=D+d=44+8=52

弹簧内经D1 mm D1=D-d=44-8=36 .

;. 螺旋角a （°） 85.54416.14arctanarctanDta

展开长度L mm 67.173585.5cos5.1244cos1aDnL

最小载荷时高度H1 mm 48.14331.45750160/101PPHH

圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算

(一)几何参数计算 普通圆柱螺旋弹簧的主要几何尺寸有：外径D、中径D2、内径D1、节距p、螺旋升角α及弹 簧丝直径d。由下图圆柱螺旋弹簧的几何尺寸参数图可知，它们的关系为：

式中弹簧的螺旋升角α，对圆柱螺旋压缩弹簧一般应在5°～9°范围内选取。弹簧的旋向可以是右旋或左旋，但无特殊要求时，一般都用右旋。



圆柱螺旋弹簧的几何尺寸参数

普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸计算公式见表([color=#0000ff普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸（mm）计算公式)。

[ 本帖最后由 flyda 于 2006-8-27 01:37 PM 编辑

]

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 flyda (2006-8-27 13:37:49)

普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸（mm）计算公式

参数名称及代号

计算公式

备注

压缩弹簧

拉伸弹簧

中 径D2

D2=Cd

按普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列表取标准值

内 径D1

D1=D2-d

外 径D

D=D2+d

旋绕比C

C=D2/d

压缩弹簧长细比b

b=H0/D2

b在1～5.3的范围内选取

自由高度或长度H0

H0≈pn+(1.5～2)d

H0=nd+钩环轴向长度

（两端并紧，磨平）

H0≈pn+(3～3.5)d

（两端并紧，不磨平）

工作高度或长度

H1,H2,…,Hn

Hn=H0-λn

Hn=H0+λn

λn--工作变形量

有效圈数n

根据要求变形量按式（16-11）计算

n≥2

总圈数n1

n1=n+(2～2.5)（冷卷）

n1=n+(1.5～2)

（YII型热卷）

n1=n

拉伸弹簧n1尾数为1/4,1/2,3/4整圈。推荐用1/2圈

节 距p

p=(0.28～0.5)D2

p=d

轴向间距δ