扭力弹簧扭力计算公式

类别扭簧线材的钢性模量

E

琴钢丝206000

不锈钢丝194000

磷青铜线112000

黄铜线112000

自动计算公式

E206000

d=线径2

Do=OD=外径

Di=ID=内径

Dm=MD=中径=Do-d17

N=总圈数2.386111111

L1=负荷作用的固定力臂15

L2=负荷作用的旋转力臂34.6

圆周率3.141592654

T=弹簧刚度19.61365533扭簧计算公式

弹簧刚度(N.mm/(o))：

T=π*E*d4/(3667*(π*D*N+L1/3+L2/3))

弹簧刚度：以 T 表示,当弹簧被扭转时，每增加1°扭转角的负荷 (No).

位置扭簧刚度扭簧旋转角度扭簧扭矩

35.6419.5665自然状态19.5734.40673.0935.5719.5697第一档开启位置19.5756.501105.6939.7919.3808第二档开启位置19.3864.001240.3740.8619.3334最大开启位置19.3365.001256.67

34.619.6137最大力位置19.6139.4772.78

位置扭簧刚度扭簧旋转角度扭簧扭矩

35.6419.5665自然状态19.5734.40673.09

35.5719.5697第一档开启位置19.5756.501105.6939.7919.3808第二档开启位置19.3864.001240.3740.8619.3334最大开启位置19.3365.001256.67

34.619.6137最大力位置19.6139.4772.78/(o))：

67*(π*D*N+L1/3+L2/3))

(N.mm/o).三角函数扭簧受力点臂长扭簧受力点的力锁叶扭矩分力三角函数值传递到锁叶的力锁叶臂长锁叶扭矩锁叶与开启摇臂接触点臂长锁叶与开启摇臂接触点的力开启摇臂扭矩分力三角函数值36.9018.240.9817.9642.26759.1543.0717.630.90

36.8330.020.8625.8944.851161.3441.3128.110.97

扭转弹簧的设计知识

一.弹簧的弹簧钢性能

1. 均匀且美观的表面状态。

2.良好的成形性，均匀的弹性。

3.高塑性，抗疲劳强度，耐热耐腐蚀性能佳。

4.材料表面状态由用户选择：裸线、镀镍弹簧线、镀树脂弹簧线，不锈钢弹簧出厂又分为亮面、雾面、半 亮 面。

5.无论是无磁性或弱磁性的不锈钢弹簧。均可广泛使用于电子，家电，工业，民用等产品。

二.扭簧设计需要的技术参数

扭簧的工作状态和拉伸弹簧及压缩弹簧有所不同，其更为复杂和多变，其中包括了很多参数指标，下面一一讲解：

d (弹簧线径) :该参数描述了弹簧线的直径，也就是我们说的弹簧钢丝的粗细，默认单位mm。

Dd (心轴最大直径)：该参数描述的是工业应用中弹簧轴的最大直径，公差±2%。

D1 (内径): 弹簧的内径等于外径减去两倍的线径。扭簧在工作过程中，内径可以减小到心轴直径，内径公差±2%。

D (中径): 弹簧的中径等于外径减去一个线径。

D2 (外径) : 等于内径加上两倍的线径。扭簧在工作过程中，外径将变小，公差(±2%±0.1)mm。

L0 (自然长度)：注意：在工作过程中自然长度会减小，公差±2%。 Tum (扭转圈数)：弹簧绕制的圈数，圈数的不同直接影响扭簧的性能。扭簧的圈数越多扭力越小。

deg (原始角度)：扭簧的两个扭脚之间的原始角度。上图的原始角度为180°。

X1 (支承长度): 这是从弹簧圈身中轴到弹簧支承的长度，一般工作中是固定不动的，也就是我们所说的固定力臂，公差±2%。

X2 (施力长度)：这是从弹簧圈身中轴到弹簧施力点的长度，一般工作中是转动的，也就是我们所说的施力力臂，公差±2%。

A1 (工作扭转角度):扭转弹簧的在工作中扭转的角度。

An (最大扭转角度):扭转弹簧的最大扭转角度。

F1 (工作负荷)：扭簧在工作角度A1时作用在扭转弹簧支承上的作用力。

Fn (最大负荷)：允许作用在扭转弹簧支承上的最大力，对应的是An最大扭转角度时所需的作用力。

拉、压、扭簧计公式弹簧刚度计算

2

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3 弹簧刚度计算

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：碳钢丝G=79300 ；不锈钢丝G=697300 ，磷青铜线G=4500 ，黄铜线G=350

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

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。

4 · 初张力=P-（k×F1）=最大负荷-（弹簧常数×拉伸长度）

压簧、拉簧、扭簧弹力计算公式

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

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）

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