常用弹簧材料及弹簧的设计计算过程

表1 弹簧常用材料及其许用应力

表2 弹簧钢丝的拉伸强度极限σB（MPa）

表3 常用旋绕比C值

表4 普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列

表5 导杆（导套）与弹簧间的间隙

表6 通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸

表1 弹簧常用材料及其许用应力（摘自GBl239-1976）

名称组别②

许用切应力

[τ] (MPa)

许用弯曲应

力

[σb] (MPa)

切变模量

G

(MPa)

弹性模量

E

(MPa)

推荐硬

度

(HRC)

推荐使

用温度

(℃)

特性及用途弹簧类别①弹簧类别①

I类II类III类II类III类

碳素弹簧钢丝I组,II,IIa

组,III组

0.3σB

③

0.4σB0.5σB0.5σB0.625σB

0.5≤d≤4

81400～

78500

d>4

78500

0.5≤d≤4

203000～

201000

d>4

196000

-40～

+120

强度高，韧性好，

适用于做小弹簧

特殊用

途碳素弹簧钢

丝甲组，乙组，

丙组

硅锰合

金弹簧钢丝47162878578598178500196000

45～

50

-40～

+200

弹性好，回火稳定

性好，易脱碳，用

于制造大载荷弹簧

注：①弹簧按载荷性质分为三类：

I类一受变载荷作用次数在106以上的弹簧；

II类一受变载荷作用次数在103~105及冲击载荷的弹簧；III类一受变载荷作用次数在103下的弹簧。

②碳素弹簧钢丝的组别见表2。

③弹簧材料的拉伸强度极限，查表2。

表2 弹簧钢丝的拉伸强度极限σB（MPa）

碳素弹簧钢丝特殊用途碳素弹簧钢丝重要用途弹簧钢丝钢丝直径

d(mm)I组II组IIa组III组

钢丝直径

d(mm)

甲组乙组丙组

钢丝直径

d(mm)

65Mn

0.32～0.6 0.63～0.8 0.85～0.9

1 1.1～1.

2 1.3～1.4 1.5～1.6 1.7～1.8

2

2.2

2.5

2.8

3

3.2 3.4～3.6

4

4.5～5

5.6～6

6.3～82599

2550

2501

2452

2354

2256

2157

2059

1961

1863

1765

1716

1667

1667

1618

1569

1471

1422

2157

2108

2059

2010

1912

1863

1814

1765

1765

1667

1618

1618

1618

1520

1520

1471

1373

1324

1226

1667

1667

1618

1618

1520

1471

1422

1373

1373

1373

1275

1275

1275

1177

1177

1128

1079

1030

981

0.2～0.55

0.6～0.8

0.9～1

1.1

1.2～1.3

1.4～1.5

2844

2795

2746

2697

2648

2599

2599

2501

2403

2550

2501

2452

2452

2354

2256

1～1.2

1.4～1.6

1.8～2

2.2～2.5

2.8～

3.4

3.5

3.8～

4.2

4.5

4.8～

5.3

5.5～6

1765

1716

1667

1618

1569

1471

1422

1373

1324

1275

注：表中σB均为下限值。

表3 常用旋绕比C值

d(mm)0.2～0.40.45～1 1.1～2.2 2.5～67～1618～42 C=D2/d 7～14 5～125～10 4～9 4～84～6

表4 普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列(摘自GB1358-1993)

弹簧丝直径d(mm)第一系列

0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.6 0.8 1 1.2 1.6 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

6 8 10 12 16 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80

第二系列

0.7 0.9 1.4 (1.5) 1.8 2.2 2.8 3.2 3.8 4.2 5.5 7 9 14 18 22 (27) 28 32 (36) 38

42 55 65

弹簧中径D2(mm)第一系列

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.2 1.6 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 6 7 8 9 10 12 16 20 25 30

35 40 45 50 55 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 180 200 220 240

260 280 300 320 360 400

第二系列

1.4 1.8

2.2 2.8

3.2 3.8

4.2 4.8

5.5

6.5

7.5

8.5

9.5 14 18 22 28 32 38 42 48 52

58 65 75 85 95 105 115 125 135 145 170 190 210 230 250 270 290 340 380

450

有效圈数n(圈)压缩弹簧

2 2.25 2.5 2.75

3 3.25 3.5 3.75

4 4.2

5 4.5 4.75 5 5.5

6 6.5

7 7.5

8 8.5

9 9.5

10 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 15 16 18 20 22 25 28 30

拉伸弹簧

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 25 28 30 35 40 45 50 55

60 65 70 80 90 100

自由高度H0(mm)

压缩弹簧

（推荐选用）

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 24 26 28 30 32 35 38 40 42

45 48 50 52 55 58 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 130 140 150

160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 450 480

500 520 550 580 600 620 650 680 700 720 750 780 800 850 900 950 1000

注：1）本表适用于压缩,拉伸和扭转的圆截面弹簧丝的圆柱螺旋弹簧。

2）应优先采用第一系列。括号内尺寸只限于老产品采用。

3）拉伸弹簧有效圈数除去表中规定外,由于两勾环相对位置不同,其尾数还0.25,0.5,0.75