弹簧弹力参数

弹簧弹力计算公式详解

压力弹簧、拉力弹簧、扭力弹簧是三种最为常见的弹簧，压力弹簧、拉力弹簧、扭力弹簧的弹力怎么计算，东莞市大朗广原弹簧制品厂为您详解，压力弹簧、拉力弹簧、扭力弹簧的弹力计算公式。

一、压力弹簧

· 压力弹簧的设计数据，除弹簧尺寸外，更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷;

· 弹簧常数：以k表示，当弹簧被压缩时，每增加1mm距离的负荷(kgf/mm);

· 弹簧常数公式(单位：kgf/mm)：

G=线材的钢性模数：琴钢丝G=8000 ;不锈钢丝G=7300 ，磷青铜线G=4500 ，黄铜线G=3500

d=线径

Do=OD=外径

Di=ID=内径

Dm=MD=中径=Do-d

N=总圈数

Nc=有效圈数=N-2

弹簧常数计算范例:

线径=2.0mm , 外径=22mm , 总圈数=5.5圈 ,钢丝材质=琴钢丝

二、拉力弹簧

拉力弹簧的 k值与压力弹簧的计算公式相同

· 拉力弹簧的初张力：初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力，初张力在弹簧卷制成形后发生。拉力弹簧在制作时，因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同，使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。所以安装各规格的拉力弹簧时，应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。

· 初张力=P-(k×F1)=最大负荷-(弹簧常数×拉伸长度)

三、扭力弹簧

· 弹簧常数：以 k 表示,当弹簧被扭转时，每增加1°扭转角的负荷 (kgf/mm).

· 弹簧常数公式(单位：kgf/mm):

E=线材之钢性模数：琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200 ,黄铜线E=11200

d=线径

Do=OD=外径

Di=ID=内径

Dm=MD=中径=Do-d

N=总圈数

R=负荷作用的力臂

弹簧参数

⑴弹簧丝直径d：制造弹簧的钢丝直径。

⑵弹簧外径D2：弹簧的最大外径。

⑶弹簧内径D1：弹簧的最小外径。

⑷弹簧中径D：弹簧的平均直径。它们的计算公式为：D=（D2+D1）÷2=D1+d=D2－d

⑸t：除支撑圈外，弹簧相邻两圈对应点在中径上的轴向距离成为节距，用t表示。

⑹有效圈数n：弹簧能保持相同节距的圈数。

⑺支撑圈数n2：为了使弹簧在工作时受力均匀，保证轴线垂直端面、制造时，常将弹簧两端并紧。并紧的圈数仅起支撑作用，称为支撑圈。一般有1.5T、2T、2.5T，常用的是2T。

⑻总圈数n1:有效圈数与支撑圈的和。即n1=n+n2.

⑼自由高H0：弹簧在未受外力作用下的高度。由下式计算：H0=nt+(n2-0.5）d=nt+1.5d(n2=2时）

⑽弹簧展开长度L：绕制弹簧时所需钢丝的长度。L≈n1（ЛD2）2+n2（压簧）L=ЛD2n+钩部展开长度（拉簧）

⑾螺旋方向：有左右旋之分，常用右旋，图纸没注明的一般用右旋。

⑿弹簧旋绕比：中径D与钢丝直径d之比。

符号单位

A——弹簧材料截面面积（mm²）；当量弯曲刚度（N/mm）；系数

a——距形截面材料垂直于弹簧轴线的边长（mm）；系数

B——平板的弯曲刚度（N/mm）；系数

b——高径比；距形截面材料平行于弹簧轴线的边长（mm）；系数

C——螺旋弹簧旋绕比；碟簧直径比；系数 D——弹簧中径（mm）

D1——弹簧内径（mm）

D2——弹簧外径（mm）

d——弹簧材料直径（mm）

E——弹簧模量（MPa）

F——弹簧的载荷（N）

F’——弹簧的刚度

Fj——弹簧的工作极限载荷（N）

Fo——圆柱拉伸弹簧的初拉力（N）

Fr——弹簧的径向载荷（N）

F’r——弹簧的径向刚度（N/mm）

Fs——弹簧的试验载荷（N）

f——弹簧的变形量（mm）

fj——工作极限载荷Fj下的变形量（mm）

fr——弹簧的静变形量（mm)

fs——试验载荷Fs下弹簧的变形量（mm）；线性静变形量（mm）

壓縮彈簧計算NO.輸入資料數值自由高度15線徑1內徑5.5有效圈數4作動高度10.5材質G值7000輸出資料數值K值0.79654作用力 Fd3.58443

橫彈性係數 G值(kg/mm2) 彈簧鋼SUP8X103鋼琴線SWP8X103油回火線SWOC8X103硬鋼線SWC8X103 不鏽鋼線SUS631 7.5X103 不鏽鋼線SUS316 7X103 不鏽鋼線SUS304 7X103材 質 不鏽鋼線SUS3027X103破銅線 4.5X103磷青銅線4.3X103黃銅線4X103白銅線4X103單位 壓縮彈簧計算NO.輸入資料數值mm自由高度15mm線徑1mm內徑5.5有效圈數4mm作動高度7.5(Kg/mm2)材質G值7000輸出資料數值Kgf/mmK值0.79654(Kgf)35.15128N(弹力)3.585431kg作用力 Fd5.97406

縱彈性係數 橫彈性係數 E值(kg/mm2) G值(kg/mm2) 21X103彈簧鋼SUP8X10321X103鋼琴線SWP8X10321X103油回火線SWOC8X10321X103硬鋼線SWC8X10321X103 不鏽鋼線SUS631 7.5X103

19X103 不鏽鋼線SUS316 7X103

19X103 不鏽鋼線SUS304 7X103材 質 19X103 不鏽鋼線SUS3027X10313X103破銅線 4.5X10310X103磷青銅線4.3X10310X103黃銅線4X10311X103白銅線4X103單位mmmmmmmm(Kg/mm2)Kgf/mm(Kgf)58.58547N(弹力)5.975718kg 縱彈性係數 E值(kg/mm2)21X10321X10321X10321X10321X103

19X103

19X10319X10313X10310X10310X10311X103

弹力定义：物体在力的作用下发生的形状或体积改变叫做形变。在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫做弹性形变。发生形变的物体，由于要恢复原状，要对跟它接触的物体产生力的作用。这种作用叫弹力。即，在弹性限度范围之内，物体对使物体发生形变的施力物产生的力叫弹力。

公式：

上面公式里每项代表的含义为：

G = 剪切弹性模量[MPa, psi]（G值大小为：钢丝8000，不锈钢7200）

d = 线径 [mm, in]

n = 有效圈数 [-]

D = 中心直径 [mm, in]

k = 弹簧系数 [N/mm, lb/in]

这个公式是弹簧刚度的计算公式，刚度乘以工作行程就等于这个弹簧的工作力度 。

通过上式，我们可以得出，压缩弹簧的参数必须由：材料、线径、中心直径、有效圈数、弹簧总长，工作高度，需求力度这些参数组成。如果对力度没有特别要求的弹簧，可以不提供弹簧的工作高度和需求力度的参数。