压缩弹簧设计表
圆柱压缩弹簧计算表
弹簧中径D mm安装高度H1mm压缩长度f mm初始载荷F 1 N68105400弹簧载荷类别弹簧材料假设丝径d mm抗拉强度σb Mpa Ⅰ类50CrVA71520查表7.1-6Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类弹簧刚度kN/mm安装变形量校核f1 mm 安装变形量取值f1 mm 安装高度取值H1 mm5.80041642968.9605660170230受循环载荷次数大于100万次受循环载荷次数小于1000次1. 选择材料与许用切应力受循环载荷次数大于1000次小于100万次基本数据4.弹簧刚度、载荷和变形量的校核根据机械手册所做的压缩弹簧计算表，所有参k =G ⅆ48nD 3f 1=F 1k工作载荷F 2 N1000许用切应力τp Mpa切变模量G Mpa 旋绕比 C 曲度系数K532790009.714285714 1.125查表7.1-8 0.35σb查表7.1-4D/d 查图7.1-4工作变形量f2 mm 安装载荷F1 N 工作载荷F2 N 自由高度H0 mm压并高度Hbmm175406.029151015.0728********.5f2=f1+f F1=f1*k F2=f2*k H0=H1+F1Hb=n1*d节距 mm δ1 mm 22.969230770.7一般取值>=0.1*d校核校核弹簧特性所有参数请查阅机械设计手册2. 弹簧钢丝直5. 自由高度、压并高度弹簧的其余尺1p =d +f b n+δ1计算直径d mm 直径取值 dmm 弹簧刚度k 弹簧有效圈数有效圈数取值n 总圈数 n 17.2518007697.0 5.71428571413.195947371314.5支撑圈数取值n 21.5压并变形量f b mm198.5fb=H0-Hb 螺旋角α °6.1368438660.107519606α=arctan(p/πD)钢丝直径mm 3. 弹簧有效圈数并高度和压并变形量 6.实验载荷和试验载荷下的变形量其余尺寸参数1.6KCF 2τpF f =F1−F2f1−f2n =G d 48D 3k。
机械设计——弹簧机构设计
“弹簧”被组入到各种机构中，发挥出弹簧各自的作用。
但相对于显著的要素部件来说，它担当的是辅助的角色。
但是，它与可靠性、高速运动性能、小型轻量化和操作性等之间有很深的关系。
即使在今后的技术进步中，弹簧也是一种重要的LCA部件。
弹簧的种类和特点「弹簧」按照形状分类如下。
【表1】按照形状分类的弹簧种类施加在弹簧上的负载：P和挠度（形变量）：δ成比例（线性）关系，根据「胡克定律」。
比例常数k称为「弹簧常数」。
【图1】显示了负载和形变之间的关系。
在这个图中，斜度表示弹簧常数：k。
利用这一特性，我们设计和制造了测量物体重量的“弹簧秤”、需要一定力量动作的安全阀用弹簧等。
（2）具有不同负载特性的弹簧弹簧的负载-形变关系除了上述（1）所述的线性特性以外，还有非线性的弹簧。
以压缩螺旋弹簧为例，其中负载和形变为非线性特性的有以下3种。
非线性压缩螺旋弹簧中[1]螺旋直径，[2]间距和[3]线径中的至少一个以上的设计参数，通过变换螺旋弹簧的位置，负载的增加，来实现线条或线条与座位表面相互接触。
・在拉伸弹簧中，即使在无负载的状态下，弹簧圈之间相互作用的力：可以形成初张力。
・这种初张力在由密着状态形成时，通过弹簧线在螺旋方向紧密缠绕扭转而获得的。
・在通过冷成型紧密卷绕加工形成弹簧的情况下，尽管在一定程度上产生了初张力，但是主动形成初始张力的弹簧被称为有初始张力的弹簧。
・没有初张力的弹簧和有初张力的弹簧的负载-形变量特性如下所示。
（【图1】）・【图1】的拉伸弹簧负载-形变量关系式用【公式A】来表示。
有初张力的弹簧拉伸弹簧的负载-形变量关系式用【公式B】来表示。
【公式A】负载P（N）=弹簧常量k（N/mm）x形变量δ（mm）【公式B】荷重P（N）=初张力Pi（N）由下述公式算出。
+弹簧常量k（N/mm）x形变量δ（mm）・初张力Pi（3）拉伸弹簧的各种形状拉伸螺旋弹簧的形状在弹簧特性面上有时不具有非线性，大致有圆筒形和双重拉伸两种。
圆柱螺旋压缩弹簧计算
展开长度L
mm
最小载荷时高度H1
mm
最大载荷时高度Hn
mm
极限载荷时高度Hj
mm
实际工作行程h
mm
h=H1-Hn=143.48-111.45=32.03≈32±1
技术要求：
1.工作圈数=10.5
2.总圈数n1=12.5
3.旋向为右旋
4.展开长度L=1735.67mm
5.硬度HRC45~50
弹簧刚度P/
N/mm
工作极限载荷下的变形量Fj
mm
Fj=nfj=10.5×6.16=64.68
节距t
mm
自由高度H0
mm
H0=nt+1.5d=10.5×14.16+1.5×8=160.68
取标准值H0=160
弹簧外径D2
mm
D2=D+d=44+8=52
弹簧内经D1
mm
D1=D-d=44-8=36
螺旋角a
圆柱螺旋压缩弹簧计算
项目
单位
公式及数据
原
始
条
件
最小工作载荷P1
N
P1=750
最大工作载荷Pn
N
Pn=2200
工作行程h
mm
h=32
端部结构
端部并紧、磨平，支承圈数为1圈
弹簧中径D
mm
44
弹簧直径d
mm
8
弹簧材料
60Si2Mn
旋绕比C
曲度系数K
mpa
材料极限切应力、材料切变模量
Тi= 471
G=78500
参
数
计
算
初算弹簧刚度P/
N/mm
压缩弹簧尺寸及参数表
压缩弹簧尺寸及参数表压缩弹簧是一种常见的机械弹簧，其主要作用是在外力作用下发生变形，储存能量并产生阻力。
在实际的工程应用中，我们需要根据需求来选择合适的压缩弹簧尺寸和参数。
以下是一个压缩弹簧尺寸和参数表，供参考：1.材料参数在选择弹簧材料时需要考虑弹性模量、屈服强度和磁导率等因素。
常见的弹簧材料有碳钢、不锈钢、钛合金等。
每种材料的物理、化学和力学性质都不同，应根据具体情况选择。
2.弹簧直径（OD）弹簧直径是指弹簧外圈的直径，选择合适的直径有助于弹簧的均匀受力和装配。
直径的选择应根据弹簧的工作环境和工作条件来确定。
3. 弹簧线径（Wire Diameter）弹簧线径是指弹簧线的直径，线径越大，弹簧的刚度越大，承受的负荷能力越高。
线径的选择应根据弹簧的设计负荷和约束空间来确定。
4. 弹簧长度（Free Length）弹簧长度指的是弹簧在没有受力时的总长度，也就是弹簧的自由长度。
自由长度的选择应根据弹簧的工作行程和装配空间来确定。
5. 弹簧周期（Spring Rate）弹簧周期是指单位长度的弹簧变形所需的力。
周期的选择应根据弹簧的应力和变形要求来确定。
6. 弹簧刚度（Spring Stiffness）弹簧刚度指的是单位变形的力，刚度越大，弹簧的变形量越小。
刚度的选择应根据弹簧所需的压缩程度和负荷要求来确定。
7. 最大负荷（Max Load）最大负荷指的是弹簧所能承受的最大力。
最大负荷的选择应根据弹簧的应力和安全系数来确定。
压缩比是指弹簧在受到最大压缩力时的变形程度。
压缩比的选择应根据弹簧的工作要求和装配空间来确定。
除了以上列举的弹簧尺寸和参数，还有一些其他的参数也需要考虑，例如端部设计、比负荷、疲劳寿命等。
根据实际应用需求，结合以上列举的参数，可以制作出适合特定工程需求的压缩弹簧尺寸和参数表。
整理压缩弹簧尺寸和参数表的过程中，需要综合考虑弹簧的材料、直径、线径、长度、周期、刚度、最大负荷、适应的压缩比等因素。
弹簧设计技术参数计算
28.8
3
20
14.5
14 6.5 16~170
5.5 8.7
31.4
3
22
14.5
16 6.5 18~180
6 8.7
28.3
3
25
14.5
19 6.5 22~200
7.5 8.7
27.3
3
28
14.5
22 6.5 25~220
8.5 8.7
24.6
3
32
14.5
26 6.5 32~240
11 8.7
0.6
7
14.5 5.8 6.5 10~50
3.2 8.7
1.07
0.6
8
14.5 6.8 6.5 12~55
4 8.7
0.95
0.8
5
14.5 3.4 6.5 5~45
1.5 8.7
2.76
0.8
6
14.5 4.4 6.5 6~50
2 8.7
2.76
0.8
7
14.5 5.4 6.5 8~55
2.5 8.7
0.866
查找条 件字段 P2-P’ FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
P2螺距
并紧极 查找条件 限载荷 结果
t2
P3 P2-P’
0.35 0.16 0
0.36 0.14
0.49 0.12
0.5 0.48
0.5 0.45
0.58
0.4
4
14.5 3.2 6.5 6~30
1.6 8.7
0.55
0.4
弹簧制图知识和弹簧画法
弹簧制图知识和弹簧画法1、弹簧的用途与种类弹簧的用途很广，可以用来储藏能量、减振、测力等。
在电器中，弹簧常用来保证导电零件的良好接触或脱离接触。
弹簧的种类很多，有螺旋弹簧、蜗卷弹簧、板弹簧和片弹簧等，如图所示:压缩弹簧拉伸弹簧扭转弹簧板弹簧片弹簧蜗卷弹簧在各种弹簧中，以普通圆柱螺旋弹簧最为常见，GB/T 1239-1984对其型式、端部结构和技术要求等都作了规定。
在GB/T 1358-1993对其尺寸系列也作了规定。
下面主要介绍圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法和标记。
2、圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称及其相互关系下表列出了圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称、基本参数及其相互关系。
名称符号说明图例型材直径 d 制造弹簧用的材料直径弹簧的外径 D 弹簧的最大直径弹簧的内径 D1 弹簧的最小直径弹簧的中径 D2 D2 = D-d = D1+d有效圈数 n 为了工作平稳，n一般不小于3圈弹簧两端并紧和磨平(或锻平)，仅起支承或固定作支承圈数 n0用的圈(一般取1.5、2或2.5圈)总圈数 n1 n1 = n + n0节距 t 相邻两有效圈上对应点的轴向距离自由高度 H0 未受负荷时的弹簧高度H0 = nt + (n0-0.5)d展开长度 L 制造弹簧所需钢丝的长度L ? πDn1在GB/T 2089-1994中对圆柱螺旋压缩弹簧的d、D、t、H0、n、L等尺寸都已作了规定，使用时可查阅该标准。
3、圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法根据GB/T 4459.4-1984，螺旋弹簧的规定画法如下:1、在平行于螺旋弹簧轴线的投影面的视图中，各圈的外轮廓线应画成直线。
2、螺旋弹簧均可画成右旋，但左旋螺旋弹簧不论画成左旋或右旋，必须加写“左”字。
3、对于螺旋压缩弹簧，如要求两端并紧且磨平时，不论支承圈数多少和末端贴紧情况如何，均按右图 (有效圈是整数，支承圈为2.5圈)的形式绘制。
必要时也可按支承圈的实际结构绘制。
4、当弹簧的有效圈数在四圈以上时，可以只画出两端的1,2圈(支承圈除外)，中间部分省略不画，用通过弹簧钢丝中心的两条点画线表示，并(a)剖视图 (b)视图允许适当缩短图形的长度。
JIS弹簧设计公差标准
日本J I S B 2 7 0 4 ~ 2 7 0 9 弹簧设计公差弹簧特性的许容差：一．冷间成形压缩线圈弹簧的寸法及弹簧的特性许容差。
项目许容差或范围、r »—r、/ * ,t r. r 八w ,—尸一- I /、i > ( a )有指定的弹簧特性时要做为参考值( b)没指定弹簧特性时要参考次表.自由高度：D/d： 1 级 2级 3 级4以上8以下± 1.0% ± 2.0% ± 3.0%最小± 0.2mm 最小± 0.5mm 最小± 0.7mm 8以上15以下± 1.5% ± 3.0% ± 4.0%最小± 0.5mm 最小± 0.7mm 最小± 0.8mm15以上22 以下± 2.0% ± 4.0% ± 6.0%最小± 0.6mm 最小± 0.8mm 最小± 1.0mm线圈直径是内径或外径的选那一方规定, 其数值是按照如下表D/d ： 1 级 2 级 3 级4以上8以下± 1.0% ± 1.5% ± 2.5%最小± 0.15mm 最小± 0.2mm 最小± 0.4mm 8以上15以下± 1.5% ± 2.0% ± 3.0%最小± 0.2mm 最小± 0.3mm 最小± 0.5mm15以上22 以下± 2.0% ± 3.0% ± 4.0%最小± 0.3mm 最小± 0.5mm 最小± 0.7mm总卷数：（a）有指定的弹簧特性时要做为参考值.（b）没指定弹簧特性时要参考次表（20T以下，土1/4T）.进行端面研削弹簧的线圈外侧面面的倾斜许容限度如下表：等级 1 级 2 级 3 级线圈外侧面倾斜：0.05H0(1.15 °) 0.05H0(2.9 °) 0.08H0(4.6 °)注：H。
圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算
圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算(一)几何参数计算普通圆柱螺旋弹簧的主要几何尺寸有：外径D、中径D2、内径D1、节距p、螺旋升角α及弹簧丝直径d。
由下图圆柱螺旋弹簧的几何尺寸参数图可知，它们的关系为：式中弹簧的螺旋升角α，对圆柱螺旋压缩弹簧一般应在5°～9°范围内选取。
弹簧的旋向可以是右旋或左旋，但无特殊要求时，一般都用右旋。
圆柱螺旋弹簧的几何尺寸参数普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸计算公式见表([color=#0000ff 普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸（mm）计算公式)。
普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸（mm）计算公式质量m sm s=γ为材料的密度，对各种钢，γ=7700kg/；对铍青•(二)特性曲线弹簧应具有经久不变的弹性，且不允许产生永久变形。
因此在设计弹簧时，务必使其工作应力在弹性极限范围内。
在这个范围内工作的压缩弹簧，当承受轴向载荷P时，弹簧将产生相应的弹性变形，如右图a所示。
为了表示弹簧的载荷与变形的关系，取纵坐标表示弹簧承受的载荷，横坐标表示弹簧的变形，通常载荷和变形成直线关系(右图b)。
这种表示载荷与变形的关系的曲线称为弹簧的特性曲线。
对拉伸弹簧，如图<圆柱螺旋拉伸弹簧的特性曲线>所示，图b为无预应力的拉伸弹簧的特性曲线；图c为有预应力的拉伸弹簧的特性曲线。
右图a中的H0是压缩弹簧在没有承受外力时的自由长度。
弹簧在安装时，通常预加一个压力F min，使它可靠地稳定在安装位置上。
F min称为弹簧的最小载荷(安装载荷)。
在它的作用下，弹簧的长度被压缩到H1其压缩变形量为λmin。
F max为弹簧承受的最大工作载荷。
在F max作用下，弹簧长度减到H2，其压缩变形量增到λmax。
λmax与λmin的差即为弹簧的工作行程圆柱螺旋压缩弹簧的特性曲线h,h=λmax-λmin。
F lim为弹簧的极限载荷。
在该力的作用下，弹簧丝内的应力达到了材料的弹性极限。
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计算项目 一.已知条件 最大工作负荷 最小工作负荷 工作行程 变载荷作用次数 弹簧材料 端部型式 端部固定状态 稳定性措施 二.几何计算 1.弹簧丝直径 1.弹簧许用应力 2.弹簧中径 3.曲度系数 4.旋绕比 5.要求的弹簧刚度 6.弹簧单圈刚度 7.有效圈数 8.弹簧刚度 9.工作极限负荷 10.工作极限负荷下变形 11.最大工作负荷下变形 12.最小工作负荷下变形 13.节距 14.间距 15.自由高度 16.工作行程 17.压并高度 10.工作极限负荷下高度 11.最大工作负荷下高度 12.最小工作负荷下高度 13.螺旋角 14.弹簧单圈展开长度 15.总圈数 16.展开长度 d [τp] D K C mm 按GB1358-78试取 按GB1358-78试取 表：11-1-6 MPa 表：11-1-2 符号 单位 Pn P1 Hn N N mm 次 公式及数据来源 结果 2000 600 100 1000000 碳素弹簧钢丝B级 端部并紧，磨平，支撑圈为1圈 两端固定 加导套 25 412 160 1.23498 6.4 14 935.793 30 31.1931 15992.1 512.682 64.1167 19.235 28.75 3.75 900 44.8817 787.5 387.318 835.883 880.765 3.27354 503.476 32 16111.2
符号 单位 Pe N CB Pe=CBP'Ho
公式及数据来源
结果 13615.8 0.485 满足
表：11-1-7 Pe>Pn
s τo MPa τmax MPa τmin MPa [s]
s=
¦ Ó o + 0.75 ¦ Ó min ¦ Ó max
5.5024 339.9 64.4067 19.322 12
Ho mm Hb mm Hj mm Hn mm H1 mm α l n1 L ° mm mm
表：11-1-5 L=ln1
计算项目 三.稳定性验算 1.稳定性临界负荷 不稳定性系数 2.稳定性条件 四.疲劳强度验算 1.疲劳强度安全系数 剪切疲劳极限 最大工作负荷产生的切应力 最小工作负荷产生的切应力 2.许用安全系数 3.强度条件
表：11-1-7 τmax=8KDPn/(πd3) τmin=8KDP1/(πd ) 表：11-1-7 s≥[s]
3
2
表：11-1-6 P" N/mm P''=(Pn-P1)/Hn P'd N/mm P'd=0.125Gd4/D3 n n=P'd/P'' P' N/mm P'=P'd/n Pj N Pj=0.125πd3τj/(KD) Fj mm Fj=Pj/P' Fn mm F1 mm t δ h mm mm mm Fn=Pn/P' F1=P1/P' t=(Ho-1.5d)/n δ=t-d Ho=nt+1.5d h=Fn-F1 Hb=(n+1.5)d Hj=Ho-Fj Hn=Ho-Fn H1=Ho-F1 α=arctan(t/πD)