圆环橡胶弹簧计算
弹簧的强度计算
20.1.1 弹簧功能弹簧是通过其自身产生较大弹性变形进行工作的一种弹性元件。
在各类机器中的应用十分广泛。
其主要功用是：1）控制机械的运动，例如内燃机中控制气缸阀门启闭的弹簧、离合器中的控制弹簧（见图a）；2）吸收振动和冲击能量，例如各种车辆中的减振弹簧（见图b）及各种缓冲器的弹簧等；3）存储和释放能量，例如钟表弹簧（见图c）、枪栓弹簧等；4）测量力的大小，例如弹簧秤（见图d）和测力器中的弹簧等等。
20.2.1 弹簧材料为了保障弹簧能够可靠地工作，其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。
表20-2列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。
实践中应用最广泛的就是弹簧钢，其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。
图20-2给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。
图20-2 碳素钢丝直径与强度的关系表20-2主要弹簧材料及其许用应力表20-2 主要弹簧材料及其许用应力注：1.按受力循环次数N不同，弹簧分为三类：Ⅰ类N>106；Ⅱ类N=103～105以及受冲击载荷的场合；Ⅲ类N<103。
2.碳素弹簧钢丝按机械性能不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组，Ⅰ组强度最高，依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ组。
3.弹簧的工作极限应力τlim：Ⅰ类≤1.67[τ]；Ⅱ类≤1.25[τ]；Ⅲ类≤1.12[τ]。
4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。
5.碳素钢丝的切变模量和弹性模量对0.5～4mm直径有效，>4mm取下限。
20.2.2 弹簧材料选择弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件，以及加工、热处理和经济性等因素，以便使选择结果与实际要求相吻合。
钢是最常用的弹簧材料。
当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时，可以采用有色金属。
此外，还有用非金属材料制做的弹簧，如橡胶、塑料、软木及空气等。
橡胶弹簧的刚度计算
Ｋ ： — Ａ Ｅｒ其中 国 为拉压弹性模 量。与一般 的 金 属 材 料不同， 椽胺的 弹性 模量日一般不 是常量。 但 试验表 明， 在线应变 ８ ．６ ．６ 时，弹 ≤０ １ ～０ ２
・
２ ・ ６
维普资讯
鉴 于对合式组合碟形橡胶弹 簧其横截 面积沿 轴线变化，故只 可写 出此弹簧沿轴向微分段
些形状椽腔弹簧 度计算 的 经 验 公 式 。然 ０ 而，在 大多数文章中提到所用橡胶弹簧刚度 时， 均 以 。 常 采 用 实验 或 检 测 的 方 法 得 到 ” 通
等 诸 如此 类 的 一 句话 带 过 。 但 是 ， 橡 胶 弹 簧 的 最 重 要 的 优 点 之 一， 是 任 意形 状 ， 向刚 就 各
以 ：４ ０ Ｅ ．２
式 中 为动荷 系数 。 与硬度Ｈｓ 的关系 为：
ＨＳ ５时 ５
Ｈｓ ０时 ６
取 １２ ．８
取 １． ４
２ ．横 向（ 方 向） 缃 剐度 计算 橡胶弹簧受横 向载荷 的变形通 常都 被看
作剪切变形，但是更为恰 当的力学 模型还应 是受横 向载荷 的悬臂梁 。根据 材料力 学的讨 论可知其 端部 挠度 为：
通常在屯身外围加箍一层矿石 瓦，底部仍甩 水泥填缝，既可确保 存粮安全储藏，又能防 火、 防雨 、 鼠雀， 防 而且造价 低廉 ，外 形美观， 非常 适合露天 储粮 。
四 、新 型 露天 囤 的经 济 效益 分 析
改革 后 的 全 塑 编 织 片 囤， 矿 石 瓦 涂 塑 革
ｑ的下降。
Ｈｓ ２时 ７
可取 １６ ．６
对应上述 三种 硬度 的 皿 的计算值依序是・
３ ．ｋ ／ｍ￣４ ．ｋ ／ｍ ８ ． ￣ ／ｍ ６ ５ｇ ｏ ６９ ｇｅ ３１ ｏ
最好的弹簧计算公式
计算力：F ＝K △X （K ＝弹性模量，△X=变形量）压力弹簧· 压力弹簧的设计数据，除弹簧尺寸外，更需要计算出最大负荷及变位尺寸的荷；· 弹簧常数：以k 表示，当弹簧被压缩时，每增加1mm 距离的负荷(kgf/mm)； · 弹簧常数公式（单位：kgf/mm ）：()()Nc Dm d G K ⨯⨯⨯=348/G=线材的钢性模数：琴钢丝G=8000 ；不锈钢丝G=7300，磷青铜线G=4500 ，黄铜线G=3500d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数Nc=有效圈数=N-2——弹簧常数计算范例:线径=2.0mm , 外径=22mm , 总圈数=5.5圈 ,钢丝材质=琴钢丝拉力弹簧拉力弹簧的 k值与压力弹簧的计算公式相同·拉力弹簧的初张力：初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力，初张力在弹簧卷制成形后发生。
拉力弹簧在制作时，因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同，使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。
所以安装各规格的拉力弹簧时，应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。
· 初张力=P-（k×F1）=最大负荷-（弹簧常数×拉伸长度）扭力弹簧· 弹簧常数：以 k 表示,当弹簧被扭转时，每增加1°扭转角的负荷 (kgf/mm).· 弹簧常数公式（单位：kgf/mm）:()()R4⨯⨯/=1167⨯K⨯pN⨯DmdEE=线材之钢性模数：琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200,黄铜线E=11200d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数R=负荷作用的力臂p=3.1416。
弹簧设计计算过程
弹簧设计计算已知条件：最小工作压力：F1=15N最大工作压力：F2=210N工作行程：h=15.5mm弹簧外径：D=17mm弹簧直径：d=3mm计算步骤：1），弹簧中径： D2=D-d=17-3=14mm2），弹簧指数C ： 214 4.73D C d === 3），弹簧工作圈数n ：21321()7700015.5322.1(22)8()8(21015)G d n F F C λλ-⨯⨯===-⨯-取 （查表得 剪切弹性模数G=77000）4），修正变形量λ1和λ2（1）最小工作载荷F1 ：2112315.5770003F =F 21014.1822 4.7N λλ-⨯⨯-=-=⨯⨯⨯⨯3（）Gd 8n c （2）弹簧刚度j ： 212101512.58/15.5F F j N mm h --=== （3）变形量λ1和λ21114.1 1.1212.58F mm j λ=== 2221016.6912.58F mm j λ=== 5），弹簧圈间隙δ：216.690.10.13 1.0622d mm n λδ=+=+⨯=（取1mm ） 6）弹簧节距P ：P=δ+d=1+3=4mm 7）弹簧自由高度H 0：01(0.5)221(240.5)392.5H n n d mm δ=+-=⨯+-⨯= （总圈数 n 1=n+2=24）8）实际极限载荷F lim ：lim 12.58221276.76F jn N δ==⨯⨯=弹簧的最大压缩量也就是最大工作负荷下的变形量F：F=Pn/P' 式中：Pn--最大工作负荷，N. Pn=πd^3/(3KD) [ τ ]式中：d--弹簧钢丝直径，mm. D--弹簧中径，mm. K--曲度系数，K=(4c-1)/(4c-4)+ 0.615/c c=D/d[ τ ]--弹簧的许用应力，MPa.P'--弹簧刚度，N/mm. P'=(Pn-P1)/h. 式中：P1--最小工作负荷，N。
圆环形橡胶弹簧静刚度与硬度对应关系的研究
圆环形橡胶弹簧静刚度与硬度对应关系的研究橡胶弹簧是一种广泛应用于减震机械的配件，而橡胶弹簧种类繁多，对于生产来说便有了一定的难度。
为了简化生产过程，特研究橡胶刚度与硬度的关系，以便服务于生产。
橡胶硬度是材料自身的特性，刚度是产品的结构特性，没有对应关系，但是产品的结构尺寸一定时，刚度会随硬度的增加而增加，并反映出一定的规律性。
给予研究同种规格尺寸，不同刚度的橡胶弹簧提供一个依据。
标签：橡胶弹簧；刚度；硬度1 绪论1.1 引言与金属弹簧相比，橡胶弹簧具有显著的优点。
包括：①橡胶弹簧的弹性模量远低于金属弹簧；②吸收振动效果好；③可同时承受压缩变形与剪切变形；④形状不受限制；⑤安装拆卸方便，不需要润滑剂；⑥使用寿命长。
1.2 橡胶的特性橡胶是唯一一种具有高弹性的材料。
常温下具有高弹性是橡胶的独具特征，因此橡胶也被称为弹性体。
橡胶的高弹性表现在：①具有特别大的弹性变形，可以被拉伸达到1000%甚至以上，而金属的弹性变形小于1%；②变形后去掉外力，能迅速恢复变形，永久变形很小；③弹性模量特别低，只有105～106Pa；④橡胶的应力应变曲线不会出现屈服现象。
2 实验部分2.1 试验原材料以天然橡胶和顺丁橡胶为主体材料，炭黑220和白炭黑为补强剂，轻质碳酸钙和滑石粉为填充材料，凡士林与机油为软化剂，硫磺硫化体系。
以调整软化剂而改变硬度，进而改变橡胶弹簧刚度。
2.2 产品结构此方案僅局限于对圆环形弹簧的研究，规格尺寸表示为d2*d1*h，d2代表外径，d1代表内径，h代表高度。
此次研究对象为160*40*160的结构。
2.3 主要设备及仪器开炼机，密炼机，平板硫化机，无转子硫化仪，万能试验机。
2.4 式样制备及刚度测试2.4.1 材料的拉压特性在工程中从橡胶弹簧的疲劳程度考虑，通常将其相对变形控制在<15%，这样近似的符合虎克定律。
所以在一般情况下，相距弹簧在拉伸与压缩是的变形和载荷关系，也可以近似地用下式表示：P=EAL（f/h）。
弹簧计算公式压簧拉簧扭簧弹力
压簧、拉簧、扭簧弹力计算公式压力弹簧压力弹簧的设计数据，除弹簧尺寸外，更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷；·弹簧常数：以k表示，当弹簧被压缩时，每增加1mm距离的负荷(kgf/mm)；·弹簧常数公式（单位：kgf/mm）：？G=线材的钢性模数：琴钢丝G=8000，不锈钢丝G=7300，磷青铜线G=4500 ，黄铜线G=3500d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数Nc=有效圈数=N-2弹簧常数计算范例:线径=2.0mm , 外径=22mm , 总圈数=圈 ,钢丝材质=琴钢丝？拉力弹簧拉力弹簧的 k值与压力弹簧的计算公式相同·拉力弹簧的初张力：初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力，初张力在弹簧卷制成形后发生。
拉力弹簧在制作时，因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同，使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。
所以安装各规格的拉力弹簧时，应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。
·初张力=P-（k×F1）=最大负荷-（弹簧常数×拉伸长度）？扭力弹簧·弹簧常数：以 k 表示,当弹簧被扭转时，每增加1°扭转角的负荷(kgf/mm).·弹簧常数公式（单位：kgf/mm）:？E=线材之钢性模数：琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200 ,黄铜线E=11200d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数R=负荷作用的力臂p=。
橡胶弹簧的刚度计算
粉糊干 巴巴， 食感 电差 。如果，只用粗 粉， 不 但 炊 煮 时 闻 更长 ， 且 煮 透 时， 米 和水 容 易 而 糙
凰，玻璃钢涂塑革屯其有色彩美观， 囤彤大 方， 整体感强等特 点， 降低 了劳 动强度， 提 既
高 劳 动 效 率 ， 节 约 费 用 开 支 ， 表 中可 以看 又 从 出： 塑 编织 片露 屯 造 价 最 低 ， 斤 粮 材 料 费 全 万 比 折 席 屯少 ３ ．７元 ，矿 石 瓦溶 塑 革 屯和 玻 ４５ 璃 钢 涂 塑 革 凰 电 比折 席 、 草帘 囤有 较 大 幅 度
粮食加工业中， 妍振动筛 、 诸 去石机 、振 动给料斗及振动输送机等众 多的振动机械处 处可见，而几乎所 有的振动机械都需要利 带 弹簧 实现 与维 持振动或作为减振元件。 比较 起常见的各种金 属弹簧来，橡胶弹 簧圆具有显著的优 点， 已 日益在 国内外许 多
设 备 上 被 广 泛 应 用 ， 在 粮 食 加 工 业 上 电是 如
可视 为常 量，ｒ ｅ ６与 可近 似取线 性关 系：
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＝ ．橡 胶 弹簧 的刚 度 计算
１ ．轴 向 （轴方向） 刚度计算 对于承受拉压变形的橡胶弹簧其拉压应
力 ６ 与线应变 ８ ｒ 的关系为：
６ ＝— 一［ １＋８ 一 （ ｒ 些 （ ） １＋８ 一 ］ ） 。
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在国外 一些文章中叉被称为 提灯式橡胶弹 簧 。 采 用此种 形式 是有利 于增大变形詹，以
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弹簧计算公式(压簧、拉簧、扭簧弹力)
压簧、拉簧、扭簧弹力计算公式压力弹簧压力弹簧的设计数据，除弹簧尺寸外，更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷；·弹簧常数：以k表示，当弹簧被压缩时，每增加1mm距离的负荷(kgf/mm)；·弹簧常数公式（单位：kgf/mm）：G=线材的钢性模数：琴钢丝G=8000，不锈钢丝G=7300，磷青铜线G=4500 ，黄铜线G=3500d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数Nc=有效圈数=N-2弹簧常数计算范例:线径=2.0mm , 外径=22mm , 总圈数=圈 ,钢丝材质=琴钢丝拉力弹簧拉力弹簧的 k值与压力弹簧的计算公式相同·拉力弹簧的初张力：初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力，初张力在弹簧卷制成形后发生。
拉力弹簧在制作时，因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同，使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。
所以安装各规格的拉力弹簧时，应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。
·初张力=P-（k×F1）=最大负荷-（弹簧常数×拉伸长度）扭力弹簧·弹簧常数：以 k 表示,当弹簧被扭转时，每增加1°扭转角的负荷 (kgf/mm).·弹簧常数公式（单位：kgf/mm）:E=线材之钢性模数：琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200 ,黄铜线E=11200d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-d N=总圈数R=负荷作用的力臂p=。