圆柱螺旋压缩弹簧计算公式
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圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算
一、圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计原理
1、圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧原理
圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧是一种特殊的弹簧,其结构设计使用了螺
旋结构,螺旋结构的形状是一个圆柱形的圆柱螺纹。
圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的压缩(拉伸)受力分布差异,当进行压缩(拉伸)力作用时,弹簧
的整个螺旋节在不同的力矩作用下会产生相应的弹性变形,从而使得弹簧
的中心轴变长,以缩短弹簧的长度。
2、圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧特性
圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧具有对同直径和外径的小变化具有很强的
适应性的特性,同时,压缩(拉伸)力也有必要时可以根据弹性变形率来
改变。
圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的压缩(拉伸)受力分布差异,当进行
压缩(拉伸)力作用时,弹簧的整个螺旋节在不同的力矩作用下会产生相
应的弹性变形,从而使得弹簧的中心轴变长,从而缩短弹簧的长度。
此外,这种弹簧具有紧凑结构,能够有效地减少设备装置内的多余空间,重量轻,由于采用细小的钢、不锈钢、铜或其它有良好装配性的金属等材料,具有
良好的耐磨性、耐腐蚀性和耐臭氧性等性能。
圆柱螺旋压缩弹簧计算
一、螺旋弹簧
1、什么是螺旋弹簧
螺旋弹簧是一种非常常见的弹簧装置,由一根圆柱形螺旋卷筒和一根
螺旋杆组成。
它可以在圆柱形螺旋卷筒内盘绕螺旋卷筒的外部螺旋杆,形
成一种紧凑的压缩弹簧,具有优良的弹性性能。
2、有什么作用
螺旋弹簧用于缓冲和支撑,它由一小根金属圆柱状螺旋组成,具有优
良的弹性性能,可以抗震,分散压力,减少振动,降低噪声,是广泛应用
于航天,医疗,机械,汽车,石油,能源,玩具,电子等行业的理想产品。
3、如何计算
(1)确定载荷:载荷是指在伸长或压缩时的弹簧所受的最大负荷。
(2)确定伸长:伸长是指弹簧伸长或变形的距离。
(3)确定螺旋弹簧尺寸:螺旋弹簧的外径和层数将根据载荷和伸长
来确定,而螺旋弹簧的任何变形都将影响其尺寸。
(4)确定弹簧材料:根据螺旋弹簧在应用中的工作环境,从材料的
质量、硬度、耐腐蚀性和覆盖层等方面来选择弹簧材料。
二、圆柱螺旋压缩弹簧
1、什么是圆柱螺旋压缩弹簧。
1. 弹簧刚度:
2. 力值: 其中:G 为材料剪切模量,一般不锈钢取71500Mpa,碳钢取
78500Mpa ;
d 为材料直径;
D 为弹簧中径;
n 为弹簧有效圈数;
f 为变形量(拉压行程)。
3. 应力: K 为曲度系数,公式为: 其中C 为弹簧旋绕比,是弹簧中径与线径的比值,即
4. 下表是GB/T23935-2009(圆柱螺旋弹簧设计计算)中压缩弹簧及拉伸弹簧的试验切应力及许用应力表
表2-1
n D d G 34
,
8P =f 8f 34,
⋅==n D Gd P P K PC K ⋅=⋅=2
3d 8d 8PD ππτC
C C K 615.04414+--=d D
C =
比压簧多了初拉力,加上初拉力就行。
初拉力: 其中初拉力τ0按初切应力图选取,见下图。
三.扭簧:
1.计算刚度 Dn
Ed M 3670'4= Nmm/° 2.扭矩 ϕ⋅=Dn
Ed M 36704
Nmm 式中:d---材料直径;
E---材料的弹性模量,一般不锈钢丝取188000Mpa ,碳素钢丝
取206000Mpa ;
D---弹簧外径;
ϕ---弹簧的扭转行程(角度);
4. 应力: K1为曲度系数,顺旋向扭转取1,逆旋向扭转时按下式:
308τπ⋅=D d P 132
.10K d
M ⋅=σ
下表是GB/T23935-2009(圆柱螺旋弹簧设计计算)中扭转弹簧的试验切应力及许用应力表
C
C C C K 4414221---=。
圆柱螺旋压缩弹簧计算公式
弹簧常量(Spring Constant)是指单位压缩或拉伸长度下所储存的能量。
它是衡量弹簧刚性和柔性的重要指标。
圆柱螺旋压缩弹簧的弹簧常量可以通过以下公式计算:
k=(Gd^4)/(8D^3n)
其中,k为弹簧常量,G为弹簧材料的剪切模量,d为弹簧线圈的直径,D为弹簧线圈的平均直径,n为弹簧线圈的总数。
F = kx
其中,F为受到的力,k为弹簧常量,x为弹簧的位移。
Fmax = kxmax
其中,Fmax为最大力,k为弹簧常量,xmax为允许的最大位移。
Lmax = Ln - (D/2 + d/2 + c)
其中,Lmax为最大压缩长度,Ln为弹簧线圈的总长度,D为弹簧线圈的平均直径,d为弹簧线圈的直径,c为线圈间的缝隙。
x_max = (Ln - L0) / n
其中,x_max为最大位移,Ln为弹簧线圈的总长度,L0为弹簧的初始长度,n为弹簧线圈的总数。
S=F/x
其中,S为刚度,F为受到的力,x为位移。
E = (1/2)kx^2
其中,E为弹性能量,k为弹簧常量,x为位移。
以上就是关于圆柱螺旋压缩弹簧的计算公式。
通过这些公式,我们可以准确地计算弹簧的性能参数,为机械设计提供依据,并确保弹簧在实际使用中能够正常工作。
当然,在实际设计中,还需要考虑许多其他因素,如疲劳寿命、可靠性和安全系数等,并结合实际应用需求进行综合设计。
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)。
普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸(mm)计算公式质量m sm s=γ为材料的密度,对各种钢,γ=7700kg/;对铍青•(二)特性曲线弹簧应具有经久不变的弹性,且不允许产生永久变形。
因此在设计弹簧时,务必使其工作应力在弹性极限范围内。
在这个范围内工作的压缩弹簧,当承受轴向载荷P时,弹簧将产生相应的弹性变形,如右图a所示。
为了表示弹簧的载荷与变形的关系,取纵坐标表示弹簧承受的载荷,横坐标表示弹簧的变形,通常载荷和变形成直线关系(右图b)。
这种表示载荷与变形的关系的曲线称为弹簧的特性曲线。
对拉伸弹簧,如图<圆柱螺旋拉伸弹簧的特性曲线>所示,图b为无预应力的拉伸弹簧的特性曲线;图c为有预应力的拉伸弹簧的特性曲线。
右图a中的H0是压缩弹簧在没有承受外力时的自由长度。
弹簧在安装时,通常预加一个压力F min,使它可靠地稳定在安装位置上。
F min称为弹簧的最小载荷(安装载荷)。
在它的作用下,弹簧的长度被压缩到H1其压缩变形量为λmin。
F max为弹簧承受的最大工作载荷。
在F max作用下,弹簧长度减到H2,其压缩变形量增到λmax。
λmax与λmin的差即为弹簧的工作行程圆柱螺旋压缩弹簧的特性曲线h,h=λmax-λmin。
F lim为弹簧的极限载荷。
在该力的作用下,弹簧丝内的应力达到了材料的弹性极限。
% 圆柱螺旋压缩弹簧设计计算% M文件中的表16-3和表16-5见参考文献[1]% 已知条件:最小和最大弹簧载荷、工作行程、剪切弹性模量、许用应力、最小内径F1=500;F2=1200;h=60;G=7.85e4;sigma=1420;D1_min=50;% 1-按照强度条件确定弹簧丝直径% 由于弹簧丝材料强度与它的直径相关,需要采用试算法ds=input(' 试选弹簧丝直径(mm) ds = ');sigma_b=input(' 按照表16-3,选择弹簧丝强度极限(MPa) sigma_b = ');tau_p=0.45*sigma_b;fprintf(' 许用剪切应力tau_p = %3.4f MPa \n',tau_p);Cj=D1_min/ds+1;fprintf(' 计算弹簧指数Cj = %3.4f \n',Cj);C=input(' 按照表16-5,选择弹簧指数C = ');Kq=(4*C-1)/(4*C-4)+0.615/C;fprintf(' 计算曲度系数Kq = %3.4f \n',Kq);dj=sqrt(8*Kq*F2*C/(pi*tau_p));fprintf(' 计算簧丝直径dj = %3.4f mm \n',dj);if dj>dsdisp ' 不安全,需要重选弹簧丝直径'elsedisp ' 安全'd=ds; % 确定弹簧丝直径end第1次试算:试选弹簧丝直径(mm) ds = 6按照表16-3,选择弹簧丝强度极限(MPa) sigma_b = 1420许用剪切应力tau_p = 639.0000 MPa计算弹簧指数Cj = 9.3333按照表16-5,选择弹簧指数C = 9计算曲度系数Kq = 1.1621计算簧丝直径dj = 7.0721 mm不安全,需要重选弹簧丝直径第2次试算:试选弹簧丝直径(mm) ds = 7按照表16-3,选择弹簧丝强度极限(MPa) sigma_b = 1370许用剪切应力tau_p = 616.5000 MPa计算弹簧指数Cj = 8.1429按照表16-5,选择弹簧指数C = 8计算曲度系数Kq = 1.1840计算簧丝直径dx = 6.8520 mm安全% 2-按照刚度条件确定弹簧工作圈数Kj=(F2-F1)/h;fprintf(' 计算弹簧刚度Kj = %3.4f N/mm \n',Kj);nj=G*d/(8*C^3*Kj);fprintf(' 计算弹簧圈数nj = %3.4f \n',nj);n=input(' 选取弹簧工作圈数n = ');n2=input(' 选取弹簧支承圈数n2 = ');n1=n+n2;fprintf(' 弹簧总圈数n1 = %3.4f \n',n1);% 计算弹簧的刚度和变形量Kp=G*d/(8*C^3*n);f1=F1/Kp;f2=F2/Kp;fprintf(' 弹簧实际刚度Kp = %3.4f N/mm \n',Kp);fprintf(' 弹簧最小变形量f1 = %3.4f mm \n',f1);fprintf(' 弹簧最大变形量f2 = %3.4f mm \n',f2);计算结果:计算弹簧刚度Kj = 11.6667 N/mm计算弹簧圈数nj = 11.4990选取弹簧工作圈数n = 12选取弹簧支承圈数n2 = 2弹簧总圈数n1 = 14.0000弹簧实际刚度Kp = 11.1796 N/mm弹簧最小变形量f1 = 44.7243 mm弹簧最大变形量f2 = 107.3383 mm% 3-弹簧稳定性校核D2=C*d;fprintf(' 弹簧中径D2 = %3.4f mm \n',D2);delta=input(' 选取相邻两圈弹簧丝间隙系数delta = ');t=(1+delta)*d+f2/n; % 圆柱螺旋压缩弹簧fprintf(' 弹簧节距t = %3.4f mm \n',t);Y=input(' 选取弹簧端部结构类型Y = '); % 弹簧端部结构类型:1或是2if Y==1H0=n*t+(n2-0.5)*d;elseif Y==2H0=n*t+(n2+1)*d;endfprintf(' 弹簧自由高度H0 = %3.4f mm \n',H0);b=H0/D2;fprintf(' 弹簧高径比 b = %3.4f \n',b);% 采用3次样条插值确定圆柱螺旋弹簧不稳定系数CbDBZC=input(' 选取弹簧端部支承类型DBZC = '); % 弹簧端部支承类型:1、2、3 switch DBZCcase 1 % 1-弹簧两端固定支承bx=[5.3 5.4 5.5 5.75 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 10];Cby=[0.80 0.65 0.60 0.45 0.40 0.325 0.265 0.225 0.19 0.165 0.145 0.125];case 2 % 2-弹簧一端固定、一端自由支承bx=[3.7 3.85 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 8 9 10];Cby=[0.80 0.60 0.50 0.31 0.24 0.20 0.17 0.15 0.13 0.105 0.08 0.075];case 3 % 3-弹簧两端自由支承bx=[2.6 2.8 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 7 8 9 10];Cby=[0.8 0.5 0.4 0.27 0.21 0.15 0.12 0.09 0.075 0.05 0.04 0.03 0.025]; endCb=interp1(bx,Cby,b,'spline'); % 3次样条插值fprintf(' 弹簧不稳定系数Cb = %3.4f \n',Cb);% 绘制圆柱螺旋弹簧不稳定系数Cb线图plot(bx,Cby,'ro',bx,Cby);grid on;xlabel('\bf\it b');ylabel('\bf\it Cb');title('\bf 弹簧不稳定系数线图');switch DBZCcase 1gtext('\bf 1-弹簧两端固定支承')case 2gtext('\bf 2-弹簧一端固定、一端自由支承')case 3gtext('\bf 3-弹簧两端自由支承')endFc=Cb*Kp*H0;fprintf(' 弹簧稳定临界载荷Fc = %3.4f N \n',Fc);if Fc<F2disp ' 弹簧工作不稳定,需要改变参数或是加装导向装置'elsedisp ' 弹簧工作稳定'end计算结果:弹簧中径D2 = 56.0000 mm选取相邻两圈弹簧丝间隙系数delta = 0.15弹簧节距t = 16.9949 mm选取弹簧端部结构类型Y = 1弹簧自由高度H0 = 214.4383 mm弹簧高径比 b = 3.8293选取弹簧端部支承类型DBZC = 3弹簧不稳定系数Cb = 0.2278弹簧稳定临界载荷Fc = 546.0792 N弹簧工作不稳定,需要改变参数或是加装导向装置。
弹簧参数、尺寸及计算公式弹簧参数及尺寸一、小型圆柱螺旋拉伸弹簧尺寸及参数1、弹簧的工作图及形式1.1 工作图样的绘制按GB4459、4规定。
1.2 弹簧的形式分为A型和B型两种。
2、材料弹簧材料直径为0.16~0.45mm,并规定使用GB4357中B组钢丝或YB(T)11中B组钢丝。
采用YB(T)11中B组钢丝时,需在标记中注明代号“S”。
3、制造精度弹簧的刚度、外径、自由长度按GB1973规定的3级精度制造。
如需按2级精度制造时,加注符号“2”,但钩环开口尺寸均按3级精度制造。
4、旋向弹簧的旋向规定为右旋。
如需左旋应在标记中注明“左”。
5、钩环开口弹簧钩环开口宽度a为0.25D~0.35D。
注:D为弹簧中径。
6、表面处理6.1采用碳素弹簧钢丝制造的弹簧,表面一般进行氧化处理,但也可进行镀锌、镀镉、磷化等金属镀层及化学处理。
其标记方法应按GB1238的规定。
6.2采用弹簧用不锈钢丝制造的弹簧,必要时可对表面进行清洗处理,不加任何标记。
7、标记7.1标记的组成弹簧的标记由名称、型式、尺寸、标准编号、材料代号(材料为弹簧用不锈钢丝时)以及表面处理组成。
规定如下:7.2标记示例例1:A型弹簧,材料直径0.20mm,弹簧中径3.20mm,自由长度8.80mm,左旋,刚度、外径和自由长度的精度为2级,材料为碳素弹簧钢丝B组,表面镀锌处理。
标记:拉簧A0.20*3.20*8.80-2左GB1973.2——89-D-Zn例2:B型弹簧,材料直径0.40mm,弹簧中径5.00mm,自由长度17.50mm,右旋,刚度、外径和自由长度的精度为3级,材料为弹簧用不锈钢丝B组。
标记:拉簧B0.40*5.00*17.50 GB1973.2--89-S8、计算依据标准中的计算采用如下基本公式:切应力(N/mm²):τ=(8PDK)/(πd³)变形量(mm):F=(8PD³n)/ Gd4弹簧钢度(N/mm):P′=P/ F=(Gd4)/(8D³n)曲度系数:K =(4C-1)/(4C-4)+ (0.615)/C旋转比:C =D/d 自由长度(mm):H。
用弹簧钢丝绕制成的螺旋状弹簧。
圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称及尺寸关系:
1.簧丝直径d,制造弹簧的钢丝直径。
2.弹簧外径D0,弹簧的最大直径。
3.弹簧内径D1,弹簧的最小直径,D1=D-2d。
4.弹簧中径D2,弹簧的平均直径,D2=D-d。
5.节距t,除两端支承圈外,相邻两圈的轴向距离。
6.有效圈数n、支承圈数n2和总圈数n1,为使压缩弹簧工作时放置平稳、受力均匀,制造时会将弹簧两端并紧且磨平。
并紧磨平的部分只起支承作用,故为支承圈。
支承圈有1.5、2、2.5圈三种,2.5圈用的最多。
其余个圈保持相等的节距,称为有效圈数。
总圈数
n1即为有效圈数n与支承圈数n2之和。
7.自由高度H0,弹簧不受外力作用时的总高度,H0=nt+(n2-0.5)d。
8.展开长度L,制造弹簧所用的坯料长度,L≈n1√(πD2)²+t²。
模具弹簧弹力计算公式模具弹簧在模具设计与制造中可是个相当重要的角色呢!咱今儿就来好好聊聊模具弹簧弹力的计算公式。
要说这模具弹簧弹力的计算,那可不是拍拍脑袋就能搞明白的事儿。
咱先得搞清楚几个关键的概念。
就拿我之前在工厂里遇到的一个事儿来说吧。
有一次,我们正在赶制一批模具,其中用到了一种压缩弹簧。
当时负责设计的同事,没把弹簧弹力计算准确,结果模具在试用的时候出了大问题。
那模具压下去,本该弹起来的部件,愣是没动弹,整个生产都卡壳了。
这可把大家急坏了,加班加点地重新计算和更换弹簧。
模具弹簧的弹力计算,主要和几个因素有关。
首先就是弹簧的线径,这就好比人的骨架粗细,线径越粗,能承受的力量自然就越大。
然后是弹簧的中径,也就是弹簧圈的平均直径。
还有就是弹簧的有效圈数,这就像是多个人一起干活,人多力量大嘛,圈数多了,弹力也会相应变化。
那具体的计算公式呢,就是 F = K×(L - L0)。
这里的 F 代表弹簧的弹力,K 是弹簧的刚度系数,L 是弹簧的变形量,L0 是弹簧的初始长度。
这刚度系数 K 啊,又和弹簧的材料、线径、中径、有效圈数都有关系。
计算起来可有点复杂,得通过一些专门的公式来算。
比如说,对于常见的圆柱螺旋弹簧,刚度系数 K 可以通过这个公式来算:K = (G×d^4) / (8×D^3×n)。
这里的 G 是材料的切变模量,d 是弹簧线径,D 是弹簧中径,n 是有效圈数。
在实际计算的时候,咱可得小心仔细,每个数据都不能出错。
要不然,就像我前面说的那次经历,会造成大麻烦。
而且,不同类型的模具弹簧,可能还有一些特殊的情况要考虑。
比如说,矩形截面的弹簧,计算方法又会有所不同。
总之,模具弹簧弹力的计算,得综合考虑各种因素,用对公式,算准数据。
这样才能保证模具的正常运行,生产出合格的产品。
可别小看这小小的弹簧,它在模具里发挥的作用那可是大大的。
只有把它的弹力算准了,咱们的模具才能顺顺利利地工作,为咱们创造价值!。
線徑d(mm)中徑D(mm)有效圈數n 材质G/(Kg/mm )许用剪切应力[τ](Mpa)最大许用压力Ps(Kg.f)20110560Si2Mn 80007402154.368弹簧丝直径d (mm )0.2~0.40.5~1 1.1~2.2 2.5~67~1618~40C 7~145~125~104~104~84~6,通常α取5~90 。
弹簧丝材料的长度:(对压缩弹簧); δ=t-d ;弹簧的自由长度: H=n·δ+(n0-0.5)d (两端并紧磨平); H=n·δ+(n0+1)d (两端并紧,但不磨平)。
弹簧螺旋升角:t=d (对拉伸弹簧);式中:λmax --- 弹簧的最大变形量;Δ --- 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)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式中K 为曲度系数。
它考虑了弹簧丝曲率和切向力对扭应力的影响。
一定条件下钢丝直径系数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Q 均为相反的方向。
弹簧的设计1.圆柱螺旋弹簧按所受载荷的情况分为三类:Ⅰ类——受循环载荷作用次数在1×106次以上的弹簧;Ⅱ类——受循环载荷作用次数在1×103-106的弹簧;Ⅲ类——受静载荷及受循环载荷作用次数在1×103次一下的弹簧。
按照给定的条件选用Ⅰ类弹簧,有根据弹簧所要满足的循环次数1-107,需要较高的疲劳度,适用于交通工具等弹簧,所以选用60Si2Mn。
60Si2Mn弹簧钢力学性能:抗拉强度:σb (MPa):≥1274屈服强度:σs (MPa):≥1176许用切应力:τ (MPa):≥445(7.1-8)伸长率δ10 (%):≥5断面收缩率ψ (%):≥25切变模量G/GPa:78(7.1-4)弹性模量E/GPa:197(7.1-4)旋绕比:6.5(C=D/d)硬度:热轧,≤321HB;冷拉+热处理,≤321HB2.圆柱螺旋压缩和拉伸弹簧设计计算的基本公式有:τ=8KDF/πd3 =8KCF/πd2≤τpƒ=8nD3F/Gd4=8nC3f/Gdк=F/ ƒ=Gd4/8nD3=GD/8nC4U= F ƒ/2=кƒ2/2τ―切应力(MPa);τp―许用切应力(MPa);F―弹簧的工作载荷(N);ƒ―工作载荷下的工作量(mm);к―弹簧刚度(N/mm); U―弹簧变形能(N•mm);d―材料直径(mm); D―弹簧中径(mm);C―旋绕比,C=D/d;(7.1-3) K―曲度系数,由下式计算K=4C-1/(4C-4)+0.615/C=1.18n―弹簧的有效圈数; G―切变模量(MPa);由上式公式导出计算材料直径的公式d=1.6×(KCF/τp)1/2计算弹簧有效圈数的公式n= Gd4ƒ/8D3F=GD/8C4к试验载荷为弹簧允许承受的最大载荷,其值令上式中的K=1计算,即,F s= d3πτs/8D对于旋绕比C≤6DE 的弹簧,由于原材料和工艺的原因,仍可考虑加曲度系数K。
圆柱螺旋压缩弹簧计算
公式
-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
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~的范围内选取自由高度或长度H0 H0≈pn+~2)d(两端并紧,磨平)H0≈pn+(3~d(两端并紧,不磨平) H0=nd+钩环轴向长度工作高度或长度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~(冷卷)n1=n+~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=~D2 p=d 轴向间距δ δ=p
-d 展开长度L L=πD2n1/cosα L≈πD2n+钩环展开长度螺旋角α α=arctg(p/πD 2) 对压缩螺旋弹簧,推荐α=5°~9°质量ms ms= γ为材料的密度,对各种钢,γ=7700kg/ ;对铍青铜,γ=8100kg/。