1 圆柱弹簧的参数及几何尺寸

圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算以下是一份关于圆柱螺旋压缩弹簧设计计算的大致内容：1.弹簧几何参数的确定：-外径（D）：根据弹簧所需的工作空间和装配尺寸确定。

-内径（d）：通常选择减径比为0.15~0.25，具体值视实际情况而定。

-有效圈数（n）：根据工作压缩量和弹簧的高度限制确定。

-线径（d）：根据所需工作荷载、弹簧材料和工作条件的选择，根据公式d=16√F/nG确定。

2.弹簧材料的选择：-弹簧材料需要具备一定的弹性和抗疲劳性能。

-常用材料有高碳钢、合金钢、不锈钢等，根据工作条件及要求进行选择。

-注重耐腐蚀性、耐高温性以及材料的可加工性等特性。

3.力学计算：- 计算弹簧的刚度系数（K）：K=F/delta，在设计时需要考虑弹性系数的合适取值。

也可通过试验进行测定。

- 计算弹簧的自由长度（Lo）：L0=(l-delta)/n-根据实际工作条件确定压缩量和最大工作压力等参数。

4.应变和应力的计算：-根据弹簧的受力情况，计算每个弹簧环的应变和应力，并进行验证。

- 弹簧环的应变应力计算公式：sigma = F/A, epsilon = (delta - delta_0)/h。

-其中，A为截面面积，h为每圈弹簧环的高度。

5.强度验证：-根据所选材料的特性和弹簧的工作条件，进行强度验证。

-检查弹簧是否满足弹性限制、屈曲限制和疲劳限制等要求。

-通过有限元分析和试验等方法进行验证。

6.弹簧的热处理和表面处理：-根据弹簧材料的要求和工作环境进行热处理，如淬火、回火等。

-对于特殊要求的弹簧，可能需要进行表面处理，如电镀、喷涂等。

7.弹簧的装配和检验：-弹簧装配时需注意其方向，以及与周围零件的配合要求。

-弹簧经过设计和制造后，需要进行功能和质量的检验，确保其能够稳定工作。

这仅仅是一个简单的大致设计计算步骤，实际的设计过程中还需要考虑到更多详细的参数和因素，如温度、摩擦系数、阻尼等等。

同时，还需要结合实际项目需求、制造工艺、经验和实验等方法进行综合评估和调整。

圆柱螺旋压缩弹簧计算示例
1、圆柱螺旋压缩弹簧的基本参数
圆柱螺旋压缩弹簧是目前工业应用上最为常用的弹簧形式之一，其具有行程大、载荷大的特点，且计算简单、性能稳定、使用寿命长，在离合器、减震器等电器仪表中表现出色。

通常使用的圆柱螺旋弹簧参数有：外径Φd、内径ΦD、螺旋槽数N、槽宽t、槽深H、弹簧总长度n、起动拉力Fs、最大径向载荷Fa、作用位置系数X。

2、示例
a、弹簧的K值
弹簧的K值可以用下式计算
K=(8FH/πd3)X(1+X/n)
b、弹簧的弹性变形
弹性变形δ的计算公式为：
δ=(8F/Kπd3)X(1+X/n)
计算结果：δ=17.346mm
c、弹簧在拉伸时的变形量
弹簧在拉伸时的变形量是指当弹簧在外力作用下拉伸时，它的总长度变成多少。

一般情况下，弹簧的变形量的计算公式为：
ΔL=(8F/Kπd3)X(1+X/n)XL。

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－d⑸t：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）fo——拉伸弹簧对应于处拉力Fo的假设变形量（mm）；膜片的中心变形量（mm）G——材料的切变模量（MPa）g——重力加速度，g=9800mm/s²H——弹簧的工作高（长）度（mm）Ho——弹簧的自由高（长）度（mm)Hs——弹簧试验载荷下的高（长）度（mm）h——碟形弹簧的内载锥高度（mm）I——惯性矩（mm4）Ip——极惯性矩（mm4）K——曲度系数；系数Kt——温度修正系数σ——弹簧工作时的正应力（Mpa）σb——材料抗拉强度（Mpa）σj——材料的工作极限应力（Mpa）σs——材料的抗拉屈服点（Mpa）τ——弹簧工作时的切应力（Mpa）k——系数L——弹簧材料的展开长度（mm）l——弹簧材料有效工作圈展开长度（mm）；板弹簧的自由弦长（mm）M——弯曲力矩（N·mm）m——作用于弹簧上物体的质量（kg）ms——弹簧的质量（kg）N——变载荷循环次数n——弹簧的工作圈数nz——弹簧的支承圈数n1——弹簧的总圈数pˊ——弹簧单圈的刚度（N/mm）R——弹簧圈的中半径（mm）R1——弹簧圈的内半径（mm）R2——弹簧圈的外半径（mm）r——阻尼系数S——安全系数T——扭矩；转矩（N·mm）Tˊ——扭转刚度（N·mm/（&ordm；））t——弹簧的节矩tc——钢索节距（mm）U——变形能（N·mm）；（N·mm·rad）V——弹簧的体积（mm&sup3；）v——冲击体的速度（mm/s）Zm——抗弯截面系数（mm&sup3；）Zt——抗扭截面系数（mm&sup3；）α——螺旋角（&ordm；）；系数β——钢索拧角（&ordm；）；圆锥半角（&ordm；）；系数δ——弹簧圈的轴向间隙（mm）δr——组合弹簧圈的径向间隙（mm）ζ——系数η——系数θ——扭杆单位长度的扭转角（rad）κ——系数μ——泊松比；长度系数ν——弹簧的自振频率（Hz）Vr——弹簧所受变载荷的激励频率（Hz）τb——材料的抗剪强度（Mpa）τj——弹簧的工作极限切应力（Mpa）τo——材料的脉动扭转疲劳极限（Mpa）τs——材料的抗扭屈服点（Mpa）τ-1——材料的对称循环扭转疲劳极限（Mpa）φ——扭转变形角（&ordm；）；（rad）规定画法⑴在平行螺旋弹簧线的视图上，各圈的轮廓线画成直线。

弹簧的标注：圆柱螺旋弹簧的尺寸标注
欧阳歌谷（2021.02.01）
一、概况
圆柱螺旋弹簧主要分压簧，拉簧和扭簧，材料截面形状有园形、矩形、梯形等。

1．对园柱螺旋弹簧，需要注明：材料的直径（ｄ），外径（Ｄ），自由高度（Ｈ０），总圈 （ｎ１），工作圈数（ｎ）、节距（ｔ），有负荷要求注上负荷（ｐ１ｐ２…ｐｊ）和对应值（Ｈ１Ｈ２…Ｈｊ）或（Ｆ１Ｆ２…Ｆｊ），如下图：
图一
图二
2、拉伸弹簧，需要注明：材料的直径（ｄ），外径（Ｄ），总长（Ｈ0），工作圈数（ｎ），耳环的位置及形状，负荷（ｐ１ｐ２…ｐｊ）和对应值（Ｈ１Ｈ２…Ｈｊ）。

如图（三）所示，若有初拉力则需注上ｐ０如（图四）：
图三
图四
3、扭转弹簧，需要注明：材料直径（ｄ），外径（Ｄ），扭臂长（Ｉ），自由高度（Ｈ０）以及其它几何尺寸，如扭矩（Ｔ１Ｔ２…Ｔｊ）和对应扭转角度（φ１φ２…φｊ ），如图五：
图五。

圆柱压缩弹簧标准圆柱压缩弹簧标准，东莞弹簧厂，压缩弹簧设计加工厂家，可根据客人要求设计加工各种类压力弹簧，压簧种类多，采用进口材料精密加工，力度稳定，寿命持久。

圆柱压缩弹簧的国标标准有：GB/T 1239.2－1989 冷卷圆柱螺旋压缩弹簧技术条件GB/T 1239.3－1989 冷卷圆柱螺旋扭转弹簧技术条件GB/T 1239.4－1989 热卷圆柱螺旋弹簧技术条件GB/T 1239.6－1989 圆柱螺旋弹簧设计计算GB/T 1973.1－1989 小型圆柱螺旋弹簧技术条件GB/T 1973.2－1989 小型圆柱螺旋拉伸弹簧尺寸及参数GB/T 1973.3－1989 小型圆柱螺旋压缩弹簧尺寸及参数GB/T 2087－2001 圆柱螺旋拉伸弹尺寸及参数（半圆钩环型）GB/T 2088－1997 圆柱螺旋拉伸弹（圆钩环压中心型）尺寸及参数GB/T 2089－1994 圆柱螺旋压缩弹簧（两端并紧磨平或锻平型）尺寸及参数GB/T 4142－2001 圆柱螺旋拉伸弹尺寸及参数（圆钩环型）GB/T 2785－1988 内燃机气门弹簧技术条件GB/T 2940－1982 柴油机用喷油泵、调速器、喷油器弹簧技术条件GB/T 4036－1983 手表发条GB/T 4037－1983 手表游丝GB/T 1972－2005 碟形弹簧GB/T 10867－1989 弹簧减振器GB/T 13828－1992 多股圆柱螺旋弹簧GB/T 9296－1988 地弹簧GB/T 1805－2001 弹簧术语GB/T 1358－1993 圆柱螺旋弹簧尺寸系列JB/T 6655－1993 耐高温弹簧技术条件JB/T 10416－2004 汽车悬架用螺旋弹簧技术条件JB/T 10417－2004 摩托车减震弹簧技术条件JB/T 10418－2004 气弹簧设计计算JB/T 6653－1993 扁钢丝圆柱螺旋压缩弹簧JB/T 6654－1993 平面涡卷弹簧技术条件。

圆柱压缩弹簧的设计计算及校核圆柱压缩弹簧是一种常见的弹簧类型，广泛应用于机械设备中。

它主要由圆柱形的弹簧线圈组成，其功能是在受到外力作用时，通过弹性变形来储存能量，并且在力消失后恢复原状。

在设计和校核圆柱压缩弹簧时，需要考虑以下几个方面：1.弹簧的设计参数：-弹簧的自由长度：即未受压时的长度；-弹簧的线圈直径：即每个线圈的外径；-弹簧的导线直径：即线圈的钢丝直径；-弹簧的线圈数目：即线圈的总数目；-弹簧的材料：如弹簧钢，需要知道其弹性模量和屈服强度等参数。

2.弹簧的计算方法：-圆柱压缩弹簧的刚度计算公式：k=(Gd^4)/(8D^3n)，其中k为弹簧的刚度，G为材料的剪切模量，d为弹簧线圈直径，D为弹簧外径，n为弹簧的线圈数目；-弹簧的最大受力：由于弹簧在使用中可能承受较大的压力，需要计算出最大可承受的受力；-弹簧的最大压缩量：在设计时需要根据使用场景确定弹簧的最大压缩量，以确保其正常工作。

3.弹簧的校核方法：-校核弹簧的刚度：通过比较计算得到的刚度值和要求的刚度范围来判断是否满足要求；-校核弹簧的受力：将最大压力与最大受力进行比较，确保弹簧在工作过程中不会超过其承受范围；-校核弹簧的安全系数：根据设计要求，计算弹簧的安全系数，通常要求安全系数大于1.5以上。

在进行圆柱压缩弹簧的设计和校核时-弹簧的工作条件：根据弹簧的工作条件确定合适的设计参数，包括材料选择、弹簧尺寸等；-弹簧的应力分析：根据受力情况，分析弹簧在工作过程中的应力情况，确保其不会超过材料的屈服强度；-弹簧的设计细节：考虑到弹簧的安装和使用方便性，需要设计合适的弹簧端部形状，以及必要的支撑结构，以确保弹簧的正常工作。

综上所述，圆柱压缩弹簧的设计和校核涉及到弹簧的设计参数、计算方法和校核方法等方面的内容。

在进行设计和校核时，需要综合考虑弹簧的工作条件和要求，以确保弹簧能够正常运行并满足使用需求。

弹簧图纸的参数标注与审核要点
发表日期：2009年3月25日出处：网络作者：不详【编辑录入：szthcn】
一。

基本参数的标注：
1、对圆柱螺旋弹簧，来图对请注明：材料直径(d)，外径(D)自由高度(Ho)总圈(n 1 ),工作圈数(n)、节距(t)，有负荷要求注上负荷（p 1 p 2…… p i ）和对应值（ H1H2……Hj）或（F1F2……Fj），如图一：
2、拉伸弹簧，请注明材料直径 (d)，外径(D)，总长(Ho)，工作圈数(n)，耳环的位置及形状，负荷（p 1 p 2…… p i ）和对应值（ H1H2……Hj）如（图二）若有初拉力则需注上Po如（图二）。

3、扭转弹簧，请注明：材料直径 (d)，外径(D)，扭臂长(L)，自由高度(Lo)，以及其它几何
尺寸，如导矩（T 1 T 2…… T j ）和对应和对应扭转角度（Ψ）如图三：
二。

弹簧图纸的审核
弹簧图纸应审核有以下三点：
（1）几何参数的审核：几何参数包括材料尺寸、弹簧直径、弹簧圈数、自由高度、弹簧旋向等。

（2）物理参数的审核：物理参数包括载荷、刚度、变形的理论值、公差等。

（3）技术条件审核：技术条件包括形位公差，热处理工艺要求，表面处理，弹压处理和喷丸处理等。