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1、1圆柱弹簧的参数及几何尺寸1、弹簧的主要尺寸之巴公井开创作时间：二o二一年七月二十九日如图所示，圆柱弹簧的主要尺寸有：弹簧丝直径d、弹簧圈外径D、弹簧圈内径D1,弹簧圈中径D2,节距t、螺旋升角a、自由长度H0等.2、弹簧参数的计算弹簧设计中,旋绕比（或称弹簧指数）C是最重要的参数之一.C=D2/d,弹簧指数愈小，其刚度愈年夜，弹簧愈硬，弹簧内外侧的应 力相差愈年夜，资料利用率低；反之弹簧愈软.经常使用弹簧指数 的选取拜会表.弹簧丝直径d （mm）0.5 12.5 671618 40C7145125104104846弹簧总圈数与其工作圈数间的关系为：弹簧节距t 一般按下式取：（对压缩弹簧）；t
2、=d （对拉伸弹簧）；式中：入max 弹簧的最年夜变形量；般不小于A -最年夜变形时相邻两弹簧丝间的最小距离,0.1d.弹簧钢丝间距:5 二t-d ；弹簧的自由长度：H二n5+（n0-0.5）d （两端并紧磨平）；H=n5+（n0+l）d（两端并紧，但不磨平）弹簧螺旋升角：弹簧丝资料的长度:1=也珂（对压缩弹簧）；L=+/（对拉伸弹簧）；其中l为钩环尺寸.2弹簧的强度计算1、弹簧的受力 图示的压缩弹簧，当弹簧受轴向压力F时，在弹簧丝的任何横剖面 上将作用着：扭矩T二FRcosa，弯矩M二FRsina,切向力Q二Fcosa 和法向力N二Fsina（式中R为弹簧的平均半径）.由于弹簧螺旋 角a的值
3、不年夜（对压缩弹簧为690 ），所以弯矩M和法向力 N可以忽略不计.因此，在弹簧丝中起主要作用的外力将是扭矩T 和切向力Q.a的值较小时,cosa 1,可取T=FR和Q二F.这种简 化对计算的准确性影响不年夜.当拉伸弹簧受轴向拉力F时，弹簧丝槽剖面上的受力情况和压缩弹 簧相同，只是扭矩T和切向力Q均为相反的方向.所以上述两种弹 簧的计算方法可以一并讲述.2、弹簧的强度从受力分析可见，弹簧受到的应力主要为扭矩和横向力引起的剪应 力，对圆形弹簧丝系数Ks可以理解为切向力作用时对扭应力的修正系数，进一步考 虑到弹簧丝曲率的影响，可获得扭应力式中K为曲度系数.它考虑了弹簧丝曲率和切向力对扭应力的影响.
4、 一定条件下钢丝直径3、弹簧的刚度圆柱弹簧受载后的轴向变形量式中n为弹簧的有效圈数；G为弹簧的切变模量.这样弹簧的圈数及刚度分别为对拉伸弹簧,nl20时，一般圆整为整圈数,nl20时，可圆整为1/2 圈；对压缩弹簧总圈数 n1 的尾数宜取 1/4、1/2 或整圈数,经常使 用 1/2 圈.为了保证弹簧具有稳定的性能,通常弹簧的有效圈数最 少为2圈.C值年夜小对弹簧刚度影响很年夜.若其它条件相同 时,C值愈小的弹簧，刚度愈年夜，弹簧也就愈硬；反之则愈软.不 外,C值愈小的弹簧卷制愈困难，且在工作时会引起较年夜的切应 力.另外,k值还和G、d、n有关，在调整弹簧刚度时，应综合考虑 这些因素的影响.
5、4、稳定性计算压缩弹簧的长度较年夜时，受载后容易发生图a）所示的失稳现象， 所以还应进行稳定性的验算.FF图a图b图c为了便于制造和防止失稳现象呈现，通常建议弹簧的长径比 b二H0/D2按下列情况取为：弹簧两端均为回转端时,bW2.6；弹簧两端均为固定端时,bW5.3 ；弹簧两端一端固定而另一端回转时,bW3.7.如果b年夜于上述数值时，则必需进行稳定性计算,并限制弹簧载荷F小于失稳时的临界载荷Fcr. 一般取F=Fcr/（22.5）,其中临界载荷可按下式计算：Fcr=CBkH0式中,CB为不稳定系数，由下图查取.如果FFcr,应重新选择有关参数，改变b值，提高Fcr的年夜小， 使其年夜于Fmax之值，以保证弹簧的稳定性.若受结构限制而不能 改变参数时,就应该加装图b）、c）所示的导杆或导套，以免弹簧受 载时发生侧向弯曲.时间：二o二一年七月二十九日
