圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算

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

参数名称及代计算公式 号 中 径D2 内 径D1 外 径D 旋绕比C 压缩弹簧长细比b 压缩弹簧 D2=Cd D1=D2-d D=D2+d C=D2/d b=H0/D2 H0≈pn+(1.5～2)d 自由高度或长度H0 （两端并紧，磨平） H0≈pn+(3～3.5)d （两端并紧，不磨平） 工作高度或长度 H1,H2,…,Hn 有效圈数n 根据要求变形量按式（16-11）计算 n1=n+(2～2.5)（冷总圈数n1 卷） n1=n+(1.5～2) （YII型热卷） 节 距p 轴向间距δ 展开长度L p=(0.28～0.5)D2 δ=p-d L=πD2n1/cosα p=d L≈πD2n+钩环展开长度 n1=n Hn=H0-λn Hn=H0+λn H0=nd+钩环轴向长度 拉伸弹簧 备注 按普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列表取标准值 b在1～5.3的范围内选取 λn--工作变形量 n≥2 拉伸弹簧n1尾数为1/4,1/2,3/4整圈。推荐用1/2圈 螺旋角α α=arctg(p/πD2) 对压缩螺旋弹簧，推荐 α=5°～9° γ为材料的密度，对各种钢，γ=7700kg/ ；对铍青 ms= 质 量ms ? (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 Fmin，使它可靠地稳定在安装位置上。Fmin称为弹簧的最小载荷(安装载荷)。在它的作用下，弹簧的长度 圆柱螺旋压缩弹簧的特性曲线