1-圆柱弹簧的参数及几何尺寸

1、1圆柱弹簧的参数与几何尺寸1、弹簧的主要尺寸如下图，圆柱弹簧的主要尺寸有：弹簧丝直径d、弹簧圈外径以弹簧圈径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，其刚度愈大，弹簧愈硬，弹簧外侧的应力相差愈大，材料利用率低；反之弹簧愈软。常用弹簧指数的选取参见表。弹簧丝直径d（mm0.20.40.511.12.22.56716184046C71451251041048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：n（对压缩弹簧）；t=d（对拉伸弹簧）；式中：入max-弹簧的最大变形

2、量；-最大变形时相邻两弹簧丝间的最小距离，一般不小于0.1d弹簧钢丝间距:3=t-d弹簧的自由长度：H=n3+（n0-0.5）d（两端并紧磨平）；H=n3+（n0+1）d（两端并紧，但不磨平）弹簧螺旋升角：弹簧丝材料的长度:2弹簧的强度计算1、弹簧的受力COSfZ（对压缩弹簧）；coscr（对拉伸弹簧）；其中l为钩环尺寸。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=FRC0Sa,弯矩M=FRsina,切向力Q=Fcosa和法向力N=Fsina（式中R为弹簧的平均半径）。由于弹簧螺旋角a的值不大（对于压缩弹簧为690）,所以弯矩M和法向力N可以忽略不计。因此，在

3、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，C0Sa1,可取T=FR和Q=E这种简化对于计算的准确性影响不大。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，对于圆形弹簧丝ATQF眼囹Q普比叫A2L必-d2湖I2C点163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，可得到扭应力0.6154C-11C4C-4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。一定条件下

4、钢丝直径4L6亶3、弹簧的刚度圆柱弹簧受载后的轴向变形量SFCnX=Gd&Gd式中n为弹簧的有效圈数；G为弹簧的切变模量。这样弹簧的圈数与刚度分别为Gd以GdZ8F璞8*对于拉伸弹簧，n1>20时，一般圆整为整圈数，n1<20时，可圆整为1/2圈；对于压缩弹簧总圈数n1的尾数宜取1/4、1/2或整圈数，常用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值大小对弹簧刚度影响很大。若其它条件相同时，C值愈小的弹簧，刚度愈大，弹簧也就愈硬；反之则愈软。不过，C值愈小的弹簧卷制愈困难，且在工作时会引起较大的切应力。此外，k值还和Gd、n有关，在调整弹簧刚度时，应综合考虑这些因素的影响。4、稳定性计算压缩弹簧的长度较大时，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。图a图b图c为了便于制造和避免失稳现象出现，通常建议弹簧的长径比b=H0/D2按以下情况取为：弹簧两端均为回转端时，b<2.6;弹簧两端均为固定端时，b<5.3;弹簧两端一端固定而另一端回转时，bv3.7如果b大于上述数值时，则必须进行稳定性计算，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，由以下图查取如果F>Fcr，应重新选择有关参数，改变b值，提