圆柱螺旋压缩弹簧计算全过程—RichardDeng.xls

单位 循环次数N次 H1mm F1N H2 mm F2N 理论所需刚度N/mm 外径D2边界条件mm 初步假设材料直径dmm 材料切变模量GMpa 密度 抗拉强度RmMpa 许用切应力 Mpa 在图1中 =0.5与N线（循环次数）交点的纵坐标大致为0.41 Rm*0.41（上值） 选择材料 条件 根据F2确定 =F1/F2 主要输入 圆柱螺旋压缩弹簧计算 注意：由d决定 附录F 附录A VDCrSi 条件：弹簧外径34.8mm 条件 项目 F=F2-F1/H1-H2 条件 条件 条件 7.85*10-6 假设中径Dmm 旋绕比C 曲度系数K 判断,调整dmm 弹簧中径Dmm 弹簧线径dmm 弹簧外径D2mm 弹簧内径D1mm 所需刚度FN/mm 有效圈数n圈 总圈数n总圈 弹簧刚度校核判断，弹簧刚度FN/mm F1对应变形量mm F2对应变形量mm 自由高度H0mm 实际变形量f1mm f1=F1/F f2=F2/F H0=H1+f1 或 H0=H2+f2 f1=H0-H1 弹簧所需刚度和圈数 计算值应与所需刚度基本相符 F=Gd4/(8*D3*n) K=4C-1/4C-4+0.615/C 变形量校核 n=Gd4/(8F*D3) 由上表1决定 取n支撑=2，n总=n+2 弹簧直径 由上表1所得 D2=D+d D1=D-d 由上表1所得 选取弹簧许用力 C=D/d 推荐值范围参照表7 根据D234.8mm D=D2-d-0.3(公差) 调整后必须满足 d（8KFD/ ）1/3 实际工作力F1N 实际变形量f2mm 实际工作力F2N 压并高度Hbmm 压并变形量fbmm 最大试验切应力 smaxMpa 试验负荷FsN 压并时负荷FbN 实际试验负荷FsN 试验负荷下变形量fsmm 试验切应力 sMpa 弹簧展开长度弹簧展开长度Lmm f1/fs0.37f2/fs 节距tmm 质量mkg 螺旋角 需满足0.2fsf1，20.8fs要求，若要保证刚度0.30.7 实际值应与所需工作力相符F1=F*f1 f2=H0-H2 实际值应与所需工作力相符F2=F*f2 特性校核判断 fs=Fs/F 试验负荷和试验负荷 下的高度和变形量 Fb=F*fb 如果FsFb则Fs取Fb值，否则取原值 s=8*Fs*D/（ *d3) L= *D*n总 Hbn总*d fb=H0-Hb 压并高度和压变变形 量 由表3 smax=0.55Rm Rm由d决定 Fs=（ *d3/8D）* s =arctan(t/ D) 推荐5 9 其他结构参数m= /4*d2*L* t=（H0-1.5*d）/n 工作切应力 1Mpa 工作切应力 2Mpa 1/Rm0.2 2/Rm 弹簧稳定性校核弹簧的高径比b 自振频率feHz 强迫振动频率frHz fe/fr 1=K*(8DF1/ d3） 2=K*(8DF2/ d3） 编制：Richard Deng 2017年5月11日 本表内容仅供参考，实际应用以GB/T23935-2009为准。 fe=3.56d/nD2*(G/ ) 共振校核 fe/fr10 查阅图1 若点（0.2,0.4）在 =0.5和107作用线的交 点以下表明弹簧的疲劳寿命N107次，反之不然 弹簧的疲劳强度和稳 定性校核 b=H0/D 一端固定一端回转：b2.6 = 1/ 2 判断 判断内容手动输入手动输入 理论计算值最终值 1000000010000000 4343 270270 3232 540540 24.5454545 34.834.8 4.14.1 7850078500 0.000007850.00000785 18101810 0.5 0.410.41 742.1 表2 表1 适用于全表计算 公式及数据 在图1中 =0.5与N线（循环次数）交点的纵坐标大致为0.41 圆柱螺旋压缩弹簧计算 注意：由d决定 附录F 条件：弹簧外径34.8mm F=F2-F1/H1-H2 30.4 7.41463415 去掉小数位去掉小数位7.4 1.20029561 去掉小数位去掉小数位1.2 4.07357228 去掉小数位去掉小数位4.07 30.430.4 4.14.1 34.5 26.3 24.5524.55 4.02015548 去掉小数位去掉小数位4 6 24.6737042 去掉小数位去掉小数位24.67 10.944467 21.8889339 53.944467 53.8889339353.9 10.9 H0=H1+f1 或 H0=H2+f2 表3 计算值应与所需刚度基本相符 F=Gd4/(8*D3*n) K=4C-1/4C-4+0.615/C n=Gd4/(8F*D3) 取n支撑=2，n总=n+2 C=D/d 推荐值范围参照表7 根据D234.8mm D=D2-d-0.3(公差) 调整后必须满足 d（8KFD/ ）1/3 268.903 21.9 540.273 24.6 29.3 995.5 886.296694 去掉小数位去掉小数位886.3 722.831 去掉小数位去掉小数位722.8 722.8 29.3 811.858382 去掉小数位去掉小数位811.9 573.02649 去掉小数位去掉小数位573 0.75 11.9375 去掉小数位去掉小数位11.94 0.0593857 去掉小数位去掉小数位0.0594 7.1261671 去掉小数位去掉小数位 需满足0.2fsf1，20.8fs要求，若要保证刚度0.30.7 实际值应与所需工作力相符F1=F*f1 实际值应与所需工作力相符F2=F*f2 如果FsFb则Fs取Fb值，否则取原值 s=8*Fs*D/（ *d3) 由表3 smax=0.55Rm Rm由d决定 Fs=（ *d3/8D）* s =arctan(t/ D) 推荐5 9 m= /4*d2*L* t=（H0-1.5*d）/n 362.442426 去掉小数位去掉小数位362.4 728.210012 去掉小数位去掉小数位728.2 0.5 0.4 1.8 394.8 2525 15.792 1=K*(8DF1/ d3） 2=K*(8DF2/ d3） 编制：Richard Deng 2