圆柱弹簧设计汇总

1、【精品文档】圆柱弹簧设计汇总,圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称及尺寸关系的此图为圆柱螺旋压缩弹簧各部分尺寸，图中尺寸的意义如下1 .簧丝直径d弹簧的钢丝直径（俗称线径或线径）2 .弹簧外径D弹簧的最大直径（俗称大径，也有的公司用。冰表示外径，知道 就好，不要学这种坏习惯）3 .弹簧内径D1弹簧的最小直径（俗称小径，也有的公司用ID来表示内径，知道 就好，不要学这种坏习惯）4 .弹簧中径D2弹簧的平均直径（俗称中心径，也有的公司用Dcen来表示外径， 知道就好，不要学这种坏习惯）5 .节距t除两端支撑圈外，弹簧上相邻两圈在相对应两之间的轴向距离6.弹簧圈数 弹簧圈数共有三种，即有效圈数n,支撑圈n2,

2、和总圈数n1.7.自由高度H0弹簧在不受外力时的高度（或长度），H0=nt+（n2-0.5）d当然弹簧的参数远远不只这些，像一些疲劳特性计算，有效寿命的计算，载荷 与变形屈服曲线，弹簧刚度有限元分析等，在扫盲班中就不做解释了，放在后面提高 班中再介绍.接下来简单介绍一下弹簧的加工艺：【精品文档】我们常用碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等材料来制作弹簧。弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。弹簧丝直径小于8 毫米的一般用冷卷法，大于8 毫米的用热卷法。有些弹簧在制成后还要进行强压或喷丸处理，可提高弹簧的承载能力。我们回到正题, 讨论一下此次扫盲题的分析及计算:首先我们要搞清楚

3、弹簧的刚度计算公式弹簧刚度值我们用K来表示,单位是N/mm2 K=G*dA4/8*d2A3*n其中G是指材料的切变模量（ 俗称弹性系数）, 此数据一般可通过查表获得, 也可以要求供应厂商提供材料物性表获得. 常见的像SUS631,SUS316,SUS304,SUS302为 70000N/mm2弹簧刚,65Mn 等等约为80000N/mm2求得 K 值后后，我们还需获得弹簧的作用长度L 值，此长度由我们设计者来设计确定。作用行程长度之和如一个弹簧由10 压缩至 6, 那么它作用长度指弹簧的预压长度+的作用长度则为4. 如果还有预压高度，也要一并算入作用长度。最后弹簧作用力P 值为:P=K*L以题

4、目为例，（ 此题没有标准答案, 给了很大的空间让我们去设计）【精品文档】riiK1西-TH肛性广1 生4,臂卡帕工£产寅却5EUZ0&*二摧密。，岫-,J B * 1M4L fcHlMtHMMB>- W MMI W MM JBMrlJMHtMM> W1,选用材料，这要看我们的实际产品需求去自行选择，目的就是要求学会材料的 切变模量的获得2,分析装配关系，确定我们弹簧的内外径，有效圈数，及线径的取值范围，由图面 分析我们可以知道，弹簧的内径不应小于8.4外径不应大于15自由高度不应小于 10当产品处于ACTION STAT时，还要考虑到弹簧线径d和总圈数n1的选取.

5、如果 线径过粗，总圈数过多，就会造成干涉使产品不能到达 ACTION STATE. 3.自选将相 关设计参数代入公式中，获得弹簧参数首先确定K值。假如我们选取65Mn作为弹簧材料，查表得65M材料切变模量 （材料弹性系数）:G=80000N/mm2将弹簧参数代入K=G*dA4/8*d2A3*n公式中求得K值。最后求弹簧作用力P=K*L具体的计算过程我就不多讲了，毕竟大家都不是小学生了而此题也没有标准答案，只要是符舍设计要求的都行。我们可以随意改变弹簧 线径，有效圈数，自由高度，内径等参数来调整弹簧作用力。最后我们来一起赏析下lystrung 兄弟的分析&计算过程：1、选择弹簧材料，常用

6、普通弹簧一般选择 70#钢或65Mn,在此选择65Mn;【精品文档】2、确定弹簧最小线径：曲度系数：K=4C-1/(4C-4)+0.615/CK=23/20+(0.615/6)=1.2525确定弹簧最小线径：-工*八C , , ,280*9,SH000 *(l 2525, j :羽腐川广一叫一35*1000000季林微-034*t3、确定弹簧有效圈数：弹簧冈度：k=F/y=280*9.8/1000*5=0.5488N/mm假设线径d=0.8mm中径D2=13mm查表：材料切变模量(材料弹性系数):G=80000N/mm2有效圈数：n=G*d4/8*D23*k=80000*0.84/8*133*

7、0.5488=3.4总圈数N=54、作出图纸:首先说下弹簧设计的2个最基本的公式【精品文档】1 .弹簧常数K:单位kg/mm2 .弹簧作用力P:单位g说明:G（弹性系数）：对不同材料，可以查资料（不锈钢304为7000 kg/mm2）d（线径）OD。卜径）Dcen（中心径）:OD-dNc（有效圈数）：总圈数-2L（作用长度）：预压长度+作用行程当然做好一个要求高的压缩弹簧，要考虑的远不止这些，要考虑弹簧处理后应力的变化、摩擦力影响等等因素。w1.JPG (5.22 KB)1 - 与*守号才.Gxdw2.jpg (4.29 KB)尸国球两原题的要求，附图片：1 .压缩弹簧被用在一个装配件里，里面

8、的为塑料件。塑料件和弹簧相配合的直为 8.4mm【精品文档】2 .装配好后，在不受外力的情况下，弹簧的长度为 10mm 3.在受外力270-280g的情况下，弹簧的长度为为5mm也就是说弹簧作用行程也为5mmp0.jpg (30.81 KB)p1.JPG (42.48 KB)p2.jpg (39.74 KB)【精品文档】ACTON STATE分析上面的2个基本公式：1 .G（弹性系数）是通过选材料可以确定的。（我用的不锈钢304）2 .d（线径）怎么选取呢，我们假想下，如果选d=1的话，那么弹簧的圈数就不能 超过6圈（保守的圈数），因为在280g力压紧后，空间高只有5 mm（6圈*1=6 mm

9、）, 会产生矛盾干涉。所以根据以往画弹簧经验，这里我就取d=0.6,（直径太细影响受力，就不取d=0.3 了），那么同时确定弹簧的总圈数=7圈，Na有效圈数为5圈, 符合弹簧受力的要求（个人认为圈数太少也会影响受力），弹簧压紧后的高度=7圈 *0.6=4.2 mm ,小于5 mm 符合设计意图。3.OD（外径）怎么选取呢，根据图纸，塑料件和弓M簧相配的直径为 8.4mm所以 取弹簧的内径为9 mm仆松也不紧）那么OD =9+0.6*2=10.2mm 4.Dcen（中心径尸 OD-d=10.2-0.6=9.6 mm 5.Na （有效圈数）:上面确定线径的时候已经确定了 Na=7- 2=5圈（两头有2圈是并齐的，就不多说了）综合上面所叙述，弹簧常数 K就可以算出来了【精品文档】K=7000*0.6A4/8*9.6A3*5=0.0256Kg/mm=25.6g/mm （代入公式 1 就 OK了）那么弹簧常数K出来了，代入公式2就可以算得L=P/K=10.93?11 mm因为1=预压