矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧计算书
圆柱螺旋压缩弹簧计算公式
圆柱螺旋压缩弹簧计算
公式
-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸（mm）计算公式
参数名称及代号计算公式备注
压缩弹簧拉伸弹簧
中径D2 D2=Cd 按普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列表取标准值
内径D1 D1=D2-d
外径D D=D2+d
旋绕比C C=D2/d压缩弹簧长细比b b=H0/D2 b在1～的范围内选取自由高度或长度H0 H0≈pn+～2)d（两端并紧，磨平）H0≈pn+(3～d（两端并紧，不磨平） H0=nd+钩环轴向长度工作高度或长度H1,H2,…,Hn Hn=H0-λn Hn= H0+λn λn--工作变形量有效圈数n 根据要求变形量按式（16-11）计算n≥2总圈数n1 n1=n+(2～（冷卷）n1=n+～2) （YII型热卷） n1=n 拉伸弹簧n1尾数为1/4,1/2,3/4整圈。
推荐用1/2圈节距p p=～D2 p=d 轴向间距δ δ=p
-d 展开长度L L=πD2n1/cosα L≈πD2n+钩环展开长度螺旋角α α=arctg(p/πD 2) 对压缩螺旋弹簧，推荐α=5°～9°质量ms ms= γ为材料的密度，对各种钢，γ=7700kg/ ；对铍青铜，γ=8100kg/。
圆柱螺旋弹簧设计计算
圆柱螺旋弹簧设计计算
圆柱螺旋弹簧设计计算：
1. 理论背景：
a) 圆柱螺旋弹簧的原理：圆柱螺旋弹簧，也叫圆柱形螺旋弹簧，是由一组相互
交错的螺旋体和螺母组成的。
当加载时，弹簧体得到延伸，而螺母围绕弹簧体旋转，除把压缩和拉伸联结在一起发挥缓冲作用外，还具有润滑作用。
b) 圆柱螺旋弹簧设计原则：圆柱螺旋弹簧的设计应遵循计算公式、材料要求、
可行性等原则。
计算公式需要仔细考虑，其结果取决于弹簧的存在位置，构造形状和材料等因素，都受常规制造工艺条件的制约。
2. 设计流程：
a) 需求确定：确定所使用的圆柱螺旋弹簧的类型、材料、构造形状、尺寸和其
他设计要求。
b) 计算设计：根据设计要求和原则，运用有关计算公式，计算出所需弹簧的中
心周长和绕线转折处周长等参数。
c) 设计校核：根据实际使用情况及要求，综合分析由计算设计结果确定的弹簧
尺寸，进行结构安全性分析和性能验证，设计完善。
3. 成品检测：
a) 符合要求：圆柱螺旋弹簧成品检查，校验其各尺寸参数是否符合要求，确保
图纸尺寸的准确性。
b) 功能测试：检查弹簧的功能是否正常，测试弹簧的位移、压缩、伸出和伸长
量是否符合要求。
c) 耐久性测试：测试圆柱螺旋弹簧的耐久性，检测其在一定环境条件下的使用
寿命和安全性。
4. 总结：
圆柱螺旋弹簧的设计计算是一个复杂的过程，在设计计算前要确定需求，根据
设计原则完成计算设计流程，确保设计质量，对成品进行检测，及时发现存在的质量问题，提高质量水平。
圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算
圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算圆柱螺旋压缩弹簧是一种常见的弹簧结构，具有重要的弹簧特性，广泛应用于机械设备、汽车、航空航天等领域。
设计计算圆柱螺旋压缩弹簧需要考虑材料的特性、工作环境、载荷条件等因素。
下面将详细介绍圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算方法。
1.第一步：确定设计参数设计圆柱螺旋压缩弹簧的第一步是确定设计参数，包括弹簧材料、弹簧直径、弹簧长度、扭矩、载荷等。
根据实际使用需求和弹簧的工作环境，选择合适的弹簧材料，一般常用的材料有弹簧钢、钢丝，也可以根据具体需要选择其他材料。
2.第二步：计算细节参数根据设计参数，可以计算得到弹簧的一些细节参数。
首先，通过弹簧的自由长度、线径和扭转角等参数，计算得到螺旋压缩弹簧的几何特性，包括平均直径、圈数、绕制长度等。
其次，根据材料的特性和载荷条件，计算得到弹簧的刚度系数和承载能力。
3.第三步：弹簧的受力分析弹簧在工作中受到载荷的作用，需要进行受力分析。
根据载荷的大小和方向，计算得到弹簧的最大应力、变形量和弹簧应变能等参数。
在弹簧的受力分析中，需要考虑弹簧的静态刚度和动态刚度，以及载荷的周期性变化对弹簧的影响。
4.第四步：校核设计根据计算得到的参数，进行弹簧设计的校核。
首先，根据弹簧材料的强度和安全系数，判断设计的合理性。
其次，根据弹簧的尺寸和载荷条件，进行弹簧的参数调整，优化设计方案。
最后，进行弹簧的模拟试验或实验验证，确保设计的可靠性和安全性。
以上是圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算方法，需要综合考虑弹簧的几何特性、材料特性和载荷条件等因素，进行详细的设计计算，以满足具体需求。
整个设计过程需要严谨的计算和校核，确保弹簧设计的准确性和可靠性。
圆柱螺旋压缩弹簧计算公式
圆柱螺旋压缩弹簧计算公式
弹簧常量（Spring Constant）是指单位压缩或拉伸长度下所储存的能量。
它是衡量弹簧刚性和柔性的重要指标。
圆柱螺旋压缩弹簧的弹簧常量可以通过以下公式计算：
k=(Gd^4)/(8D^3n)
其中，k为弹簧常量，G为弹簧材料的剪切模量，d为弹簧线圈的直径，D为弹簧线圈的平均直径，n为弹簧线圈的总数。
F = kx
其中，F为受到的力，k为弹簧常量，x为弹簧的位移。
Fmax = kxmax
其中，Fmax为最大力，k为弹簧常量，xmax为允许的最大位移。
Lmax = Ln - (D/2 + d/2 + c)
其中，Lmax为最大压缩长度，Ln为弹簧线圈的总长度，D为弹簧线圈的平均直径，d为弹簧线圈的直径，c为线圈间的缝隙。
x_max = (Ln - L0) / n
其中，x_max为最大位移，Ln为弹簧线圈的总长度，L0为弹簧的初始长度，n为弹簧线圈的总数。
S=F/x
其中，S为刚度，F为受到的力，x为位移。
E = (1/2)kx^2
其中，E为弹性能量，k为弹簧常量，x为位移。
以上就是关于圆柱螺旋压缩弹簧的计算公式。
通过这些公式，我们可以准确地计算弹簧的性能参数，为机械设计提供依据，并确保弹簧在实际使用中能够正常工作。
当然，在实际设计中，还需要考虑许多其他因素，如疲劳寿命、可靠性和安全系数等，并结合实际应用需求进行综合设计。
矩形截面压缩弹簧
矩形截面压缩弹簧
矩形截面压缩弹簧，简称矩形弹簧，又称模具弹簧，因其制作材料截面为矩形而得名。
矩形弹簧通常选用合金材质，在同样空间条件下，矩形截面螺旋压缩弹簧比圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧的刚度更大。
它具有体积小、能够承受高速振幅、稳定性和耐疲劳强度良好等特点。
常见的矩形弹簧颜色有紫色、黄色、蓝色、红色、绿色、棕色、橙色、象牙色、浅蓝色、淡绿色。
矩形弹簧广泛应用于冲压模具、金属压铸模具、塑胶模具以及其他弹性运动精密机械设备、汽车等领域。
圆柱螺旋压缩弹簧计算示例
圆柱螺旋压缩弹簧计算示例
圆柱螺旋压缩弹簧计算示例之一
项目
单位
公式及数据
最小工作载荷Pl
N
P仁60
原
最大工作载荷Pn
N
Pn=240
始
工作行程h
mm
h=36±1
条
弹簧外径D2
mm
D2<45
件
弹簧类别
N=10
3~106次
端部结构
端部并紧、磨平，支承圈数为1
圈
弹黄材料
碳素弹簧钢丝C级
初算弹簧刚度P/
高度比b
b虫
D
-902.37V2.6
38
bv2.6不必进行稳定性验算
精选文档
技术要求：
1•总圈数ni=7.5
2•旋向为右旋
3.展开长度L=902mm
4•硬度HRC45~50
N/m
p/
PnP 240
60匚
P
h
367
m
工作极限载荷Pj
N
因是II类载荷：PjA1.25Pn
顾Pj=1.25
X210=300
弹簧材料直径d及弹簧中径
根据Pj与D条件从表11-2-19得：
参
d
D
Pj
fj
Pd/
D与有关参数
3.5
38
306.97
11.37
27
数
有效圈数n
圈
Pd
27
n~i
5.4
P/
5
计
按照表11-2-10取标准值n=5.5
总圈数ni
圈
n1= n+2=5.5+2=7.5
算
弹簧刚度P/
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。
圆柱螺旋扭转弹簧计算表
mm
工 作 图
略
1.有效圈数n= 2.旋向为右旋 3.展开长度L= 4.硬度
算公式
公式及数据 14142 77616 80 N<103 外臂扭转 120
入数值，粉色为公式自动计算值
8～10 1471 1471 1176.8 5 1.1875 9.276144715 10 1471 安全 50 44 4.4 206000 16.09154535 16 797.9646478 97.26746694 17.26746694 13778.82817 1177 919.375 1176.8 97257.36842 121.881801 13 218 5.375351329
2220.314257 0.960999674 正确 16 2220.314257
总长度值再加L0
旋向为右旋 总长度值再加L0
3 b
mm Mpa Mpa Mpa
mm mm Mpa mm mm Mpa 圈 圈 N·mm/(°) (°) (°) N·mm Mpa Mpa Mpa N·mm (°)osα +L0 最小稳定性指标nmin=(φj/123.1)4 检查最小稳定性指标是否小于n
圆柱螺旋扭转弹簧计算公式
注：对应机械设计手册第四版扭簧计算过程，黄色手动输入数值，粉色为公式自动计算值
项目 最小工作扭矩T1 原 最大工作扭矩Tn 始 工作扭转角φ 条 弹簧类别 件 端部结构 自由角度 选择材料及许用弯曲应力σ
单位 N·mm N·mm (°)
(°)
Bp
根据设计要求选择弹簧类型、材料、等级 假设钢丝直径 d（XX-XXmm） 根据表11-2-3 查得σ b=（XX-XXMpa） 取中间值σ b= 根据表11-2-6 许用弯曲应力σ Bp=0.8 ·σ b 初选旋绕比 C 为使结构紧凑，暂定C=6（5-8） 曲度系数K1 =（4C-1）/(4C-4） 钢丝直径d=（32Tn·K1/π σ Bp）1/3 取标准值d 对照表11-2-3查σ b数值 对照表11-2-3看σ b数值是否大于原暂定值 弹簧中径D=CХ d 取标准值D （表11-2-9） 旋转比C=D/d 根据表11-2-2 查得弹簧材料弹性模量E 弹簧圈数n=Ed4φ/(3667·D·(Tn-T1)) n取整数 弹簧刚度T'=Ed4/（3667·D·n） 最大工作扭矩时的扭转角φn=Tn/T' 最小工作扭矩时的扭转角φ1=φn-φ 实际最小工作扭矩T1=/T'φ1 根据弹簧类型计算工作极限弯曲应力σ j Ⅱ类 工作极限弯曲应力σ j=0.625Х σ b Ⅲ类 工作极限弯曲应力σ j=0.8Х σ 工作极限扭矩Tj=π d σ j/32K1 工作极限扭转角φj=Tj/T' 弹簧节距t=d+δ 无特殊要求δ =0.5 自由长度H0=nt+d 螺旋角α =arctan t/π D
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85.07
螺旋角
°
α
5.46
展开长度
mm
L 1732.33
kg kg
合格 1.12
n
11.79
总圈数
n1
13.79
弹簧刚度
N/mm P'
49.0
工作极限载荷
N
Pj
2016.2 查表 11-2-36
极限载荷变形
mm
Fj
41.1
最小工作载荷
N
P1
672.1
最小载荷变形
mm
F1
13.7
工作行程
mm
h
27.4
节距
mm
t
12.00间距mmδ来自5.60自由高度
mm
H0
151.11
压并高度
mm
Hb
材料 65Mn
MPa
G
79000 查表 11-2-2
许用应力
MPa
τP
570
查表 11-2-6
选择旋绕比
C
5
边长
mm
a
8
选择
a＞b
边长
mm
b
6.4
a/b
1.25
弹簧中径
mm
D
40
弹簧内径
mm
D1
32
验算切应力
MPa
β τ
2.9 465.4
查图 11-2-12
＜
570
有效圈数
γ
5.6
查图 11-2-11
原始条 件
计算 项目
红色为设计已知数据；蓝色为计算结果
项目
单位
轮数
4
每轮弹 公式簧及数据
4
外径D2
mm
48
N 最大工作载荷Pn
N
自重 4900
外载 14700
单个 弹簧
1470
偏载 系数
500 1500
1.2
最大工作载荷 下的变形Fn
mm
30
载荷类别
Ⅲ类载荷
端部结构
弹簧端部并紧，磨平，支撑圈1圈
选取材料