圆柱螺旋弹簧设计计算

圆柱螺旋式弹簧设计方案测算，归属于Myfuntion自定义函数系列产品。包含弹簧种类有：缩小弹簧（两边燕紧磨去）、拉申弹簧（圆钩环）！不一样的不锈钢丝、不一样的圈数、不一样的直徑组成在一起都能制定出K=400上下的圆柱螺旋式弹簧。实际规格要根据应用条件来明确。

圆柱螺旋式弹簧

K=G*d^4/8/D^3/n

在其中G为钢丝绳的抗剪切模量，d为不锈钢丝直徑，D为弹簧中径，n为弹簧合理圈数。

依据此公式计算，测算设计方案圆柱弹簧，G的值是各种各样弹簧不锈钢丝的抗弯应变速率，根据指南查。

圆柱拉、压螺旋式弹簧的设计方案测算：

1.圆柱螺旋式弹簧的基本参数和几何图形规格测算

图15-7 圆柱螺旋式弹簧的基本参数

圆柱螺旋式弹簧的基本参数（见图15-7），有：弹簧丝的直径d：d扩大，弹簧抗压强度提升。 　　弹簧圈中径D： 　　弹簧指数值C（又被称为旋绕比）：一般 c=4～16，C小的弹簧弯曲刚度大。

（1５－5） 內径D1： 直径D2：

弹簧节径p螺旋式升角α。圆柱缩小和拉申弹簧的多少规格测算见表15-2 。

表15-２　圆柱缩小和拉申弹簧的多少规格测算！

2.弹簧特性线表明弹簧载荷与形变中间的影响曲线图称之为弹簧的特性线。设计方案弹簧时，务必使其工作中地应力在延展性極限范畴内。圆柱螺旋式缩小弹簧的特性线如图所示15-8 所显示。

图15-8 圆柱螺旋式缩小弹簧的特性曲线图

预紧力F1称之为弹簧的最少载荷；F2为弹簧所承担的较大工作中载荷，这时，弹簧相对高度缩小到H2，相对应形变为λ2，该时时刻刻弹簧各圈中间仍应保存δ1的空隙，称余隙；Fmax为弹簧的極限载荷，一般应确保F2≤0.8Fmax。λ2与λ1之差或H2与H1之差，称之为弹簧的运行行程安排h。

3、圆柱螺旋式拉、压弹簧的设计方案测算测算规则：①抗压强度标准；②弯曲刚度标准；③可靠性标准。1.抗压强度测算 　　

根据弹簧中心线的弹簧丝横截面为椭圆形，如图所示15-9所显示。由于螺旋式升角α不大，约5°至9°，因此，弹簧横截面类似环形。

图15-9 圆柱螺旋式缩小弹簧的承受力及应力分析将径向载荷F向模型核心简单化，则弹簧丝上面有扭距T和力F功效！

（15－6）

（15－7） 累加后里侧的较大地应力为：

（15－8） 考虑到弹簧丝折射率和剪应力对扭切应力的危害， 引进曲度指数K（15－9） 有（15－10） 因此，依据抗压强度标准明确弹簧丝直徑ｄ的公式计算是 （15－11）

由于［τ］、C都和弹簧丝的直径d相关，设计方案时先可能d，查询表15-3得C，查询表15-1得［τ］，再按上式明确d，若与预测值不相符合，要重新选择d。规定抗压强度算出的d低于可能的d。

表15-3 圆柱螺旋式弹簧C的最佳值

弹簧丝直徑ｄ／ｍｍ0.2～0.40.5～1.01.1～1.22.5～67～1618～50弹簧指数值Ｃ7～145～125～104～94～84～6

承担变载荷的螺旋式弹簧的疲劳极限测算,请参照相关材料。2.弹簧的刚度计算

依据结构力学专业知识，无预紧力的圆柱缩小（拉申）弹簧支承后的形变量是

mm （15－12）

弹簧弯曲刚度是表现弹簧特性的基本参数之一，弹簧弯曲刚度ｋ为

（15－13）

从上式可以看得出，Ｃ值对弯曲刚度的危害非常大。有效挑选旋绕比Ｃ值就可以操纵弹簧的弹性。弹簧的圈数依据必须的形变量明确，已经知道力及形变量，弹簧圈数ｎ为

（15－14）

有预紧力的弹簧形变量和圈数测算见教材内容或相关材料。 　　 3.弹簧的可靠性检算 缩小弹簧的随意相对高度H0与中径D比例称之为长细比，以b表明。

（15－15）

提议：当弹簧两边固定不动时，blt;5.3；当弹簧一端固定不动，一端能转时，blt;3.7；当弹簧两边都可以旋转时，blt;2.6。 当b大于以上标值时，要开展弹簧可靠性测算。临界值平稳载荷

Fc=CｕkH0 N （15－16）

式中：Fc——临界值平稳载荷；Cｕ——不稳定指数；k——弹簧弯曲刚度。 　　为确保弹簧的可靠性务必达到：

（15－17）

如不符合，应采用下列对策： 　　（１）更改b值，提升Fc值，以确保弹簧的可靠性； 　　（２）改装摆杆或导柱，如图所示15-10。