圆柱螺旋弹簧设计计算

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1、1圆柱螺旋弹簧设计计算圆柱螺旋弹簧设计计算一弹簧的参数名称及代号一弹簧的参数名称及代号 GB/T 1239.6-93二基本计算公式 弹簧的强度和变形的基本计算公式参数名称代号单位参数名称代号单位 材料直径d工作负荷下变形量F1、2、3n弹簧中径D试验负荷下变形量Fs弹簧内径D1试验负荷下的高度Hsmm弹簧外径D2工作扭转变形角n、321导杆直径D自由角度度oo,自由长度、高度Ho试验扭距下的扭转变形量度ss,rad(度)工作长度、高度H1、2、3n材料切变模量G试验负荷下的高度Hs材料弹性模量E压并高度Hb材料抗垃强度b工作行程h初切应力0材料展开长度L材料切应力节距t许用切应力间距mm试验切

2、应力s有效圈数n材料弯曲应力总圈数n1许用弯曲应力支承圈数n2圈试验弯曲应力sN/mm2螺旋角a度弹簧刚度PN/mm工作负荷P1,2,3n弹簧变形能UN*mm初拉力P0曲度系数K试验负荷Ps旋绕比CC=D/d压并负荷PbN弹簧高径比bb=H0/d工件扭距M1、2、3n试验扭距MsN*mm21材料切应力：. 2.弹簧变形量：PdckPdD2388 PGdncPGdnDF343883.弹簧的刚度： 4.弹簧变形量：ncGD nDGd FPP434 88222FDPFU5弹簧材料直径： 6.弹簧的中径：D=Cd6 . 1KPCd 7.弹簧的有效圈数： 8.曲度系数：PcGD PDFGdn43488c

3、ccK615. 0 44149弹簧特性：为了保证指定的负荷，弹簧变形量应在试验负荷下变形量 Fs 的 20%80%之间： 0.2FsF1，2，3n0.8Fs 10.在特殊需要保证刚度时，其刚度按试验负荷下变形量 Fs 的 30%70%之间，由两负荷点的负荷差之比来确定：1212 FFPPP、11试验负荷 Ps 为测定弹簧特性时，弹簧允许承受的最大负荷，其值可按其曲度系数 K=1，导出： 式中 s 为试验切应力，其最大值取表 3 和sDdPs 83 表 4 中的类负荷下的许用切应力值。 12压并负荷 Pb 为弹簧压并时的理论负荷，对应的压并变量为 Fb。切变模量 G 值按弹簧常用材料表查取，当工

4、作温度超过 60 度时，就对常温下的 G 值进 行修正：Gt=KtG。Kt 温度修正系数表温度修正系数表工作温度，摄氏度60150200250料材Kt 铬钒钢1096095094硅锰钢1099098098不锈钢1095094092青铜109509409213.弹簧中径：2)(21DDD14 弹簧内径：D1=Dd15.弹簧外径：D2=D+d3a当弹簧两端固定时，从自由高度到并紧时，中径增大为：DDdtD)05. 0(222b当弹簧与支承座可以自由回转而摩擦力比较小时，中径增大为：DDdtdtD)2 . 08 . 001. 0(22216弹簧的旋绕比：c=D/d=422,其荐用值根据材料直径在表中

5、选取；d,mm0.20.40.51.01.12.22.56.07.01618C714512510494841617总圈数：n1=n+n2 。 其尾数应为 1/4，1/2，3/4 或整圈，荐用 1/2 圈；18弹簧自由高度 H，公式见下表：总圈数 n1,圈自由高度 Ho,mm端部结构型式n+1.5nt+dn+2nt+1.5dn+2.5nt+2d两端圈磨平n+2nt+3dn+2.5nt+3.5d两端圈不磨平19工作高度：H1，2，3n=HoF1,2,3n20试验高度 Hs 为对应于试验负荷 Ps 下的高度：Hs=HoFs。21压并高度 Hb 原则上不规定，当需要规定压并高度时，对端面4磨削约 3/

6、4 圈的弹簧，其最大值为： Hb=n1*dmax。 对端面不磨削的弹簧，其最大值为：Hb=(n1+1.5)dmax。22弹簧节距：t=d+Fn/n+1=（0.280.25）D。1 称为余隙，是在最大工作负荷 Pn 作用下，有效圈相互之间应保留的间隙，一般取为10.1d23节距 t 自由高度 Ho 之间的近似关系式见下表：总圈数 n1，圈节距 t,mm端部结构型式n+1.5(Hod)/nn+2(Ho1.5d)/nn+2.5(Ho2d)/n两端圈磨平n+2(Ho3d)/nn+2.5(Ho3.5d)/n两端圈不磨24间距：=td25螺旋角：Dtaarctan26弹簧材料展开长度：11 cosDnDn

7、L材料切变模量 G，单位 N/mm2,以下是部分材料切变模量：不锈钢丝：71103 硅青铜线：41103锡青铜线：40103 铍青铜线：44103热轧弹簧钢：78103 其余：791035O 形密封圈安装用三槽尺寸（静密封）形密封圈安装用三槽尺寸（静密封） mm断面沟槽内切圆doS1AS2dS3压缩率（dod2）/dox100%S2S1108. 004. 0 0.7851.31 . 000.8450.76223.80%0.061.209. 005. 0 1.1311.605. 001.2800.93721.92%0.1491.510. 006. 0 1.76721 . 002.0001.172

8、21.87%0.233*1.92.8352.61 . 003.3801.5231.82219.84%0.5452.451 . 003.0011.4351.61724.47%0.166*2.44.5243.21 . 005.1201.8752.76121.88%0.5963.11 . 004.8051.8162.59024.33%0.281*3.17.5484.22 . 008.8202.4604.75320.65%1.272415. 0082.43424.42%0.452*3.59.6214.725. 0011.0452.7535.95321.34%1.424*4.616.61963 . 00183.5159.70423.59%1.381*5.725.5187.63 . 0028.8804.45215.56721.89%3.362*8.658.08811.54 . 0066.1256.73735.64721.66%8.037注：打“*”行为机械设计手册中的数据S=d2/4=0.7854d2 AtgAd5858. 05 .22*2o