史上最好用机械计算与非标选型—弹簧校核计算合集
弹簧强度校核公式
弹簧强度校核公式好的，以下是为您生成的文章：咱先来说说弹簧这玩意儿，它在生活里那可是到处都有。
就像我上次去修自行车，师傅换那个刹车弹簧的时候，我就在旁边瞅着。
嘿，就那么个小小的弹簧，作用可大了去啦！要说弹簧强度校核公式，这可是个重要的东西。
就好比你要盖房子，得先知道这房子能承受多大的重量，弹簧也是一样。
咱们常见的弹簧，有压缩弹簧、拉伸弹簧等等。
那怎么判断一个弹簧行不行呢？这就得靠强度校核公式啦。
弹簧强度校核公式里面，涉及到好多参数呢。
比如说弹簧的材料、直径、圈数、工作载荷啥的。
就拿那个自行车刹车弹簧来说，要是它的强度不够，那刹车可就不好使啦，说不定还会出危险。
咱先看看压缩弹簧的强度校核。
这就好比你使劲儿压一个弹簧，得算算它能不能承受住这股压力。
这里面有个切应力的概念，就像是弹簧内部的一股“抵抗力”。
拉伸弹簧也有类似的道理。
你把弹簧拉长，它也得能撑得住才行。
要是随便一拉就断了，那可就麻烦了。
给您举个例子啊，假设咱有一个压缩弹簧，材料是某种钢材，直径是 5 毫米，圈数是 10 圈，工作载荷是 100 牛顿。
通过公式一算，就能知道这个弹簧在这种工作条件下会不会出问题。
在实际应用中，可不能马虎。
有时候一个小弹簧出了差错，可能整个机器就没法正常运转了。
我记得有一次在工厂里，就是因为一个弹簧的强度没校核好，结果一台设备老是出故障，耽误了好多事儿。
而且啊，不同的工作环境对弹簧的要求也不一样。
高温、低温、潮湿，这些条件都可能影响弹簧的性能。
所以在进行强度校核的时候，都得考虑进去。
再比如说，汽车里的减震弹簧。
那要是强度不够，车子开起来就会颠簸得厉害，坐着可不舒服啦。
总之，弹簧强度校核公式虽然看起来有点复杂，但它真的很重要。
咱们得认真对待，不能瞎搞。
就像那个自行车刹车弹簧，小小的一个弹簧，关系到咱们的出行安全呢！希望您通过我的这番讲解，能对弹簧强度校核公式有个更清楚的认识。
可别小看了这小小的弹簧，里面的学问大着呢！。
弹簧参数尺寸及计算公式
弹簧参数尺寸及计算公式弹簧是一种用来储存和释放机械能的装置，应用广泛于机械、汽车、电器等领域。
弹簧的参数、尺寸以及计算公式对于设计和选择弹簧十分重要。
1.弹簧的参数：- 预压力（Preload）：弹簧在未加载之前的初始压力。
- 弹性系数（Spring Constant）：弹簧在单位变形下的恢复力。
- 卸载长度（Unloaded Length）：未加载时的弹簧长度。
- 动载荷（Dynamic Load）：弹簧所承受的变动力。
- 疲劳寿命（Fatigue Life）：弹簧能够承受的循环加载次数。
2.弹簧的尺寸：- 线径（Wire Diameter）：弹簧材料的直径，决定着弹簧的承载能力。
- 外径（Outer Diameter）：弹簧的最大直径。
- 内径（Inner Diameter）：弹簧的最小直径。
- 组件高度（Solid Height）：弹簧在最大压缩状态下的高度。
- 活动齿数（Active Coils）：弹簧上具有弹性的齿数。
- 紧齿数（Total Coils）：弹簧上总共的齿数。
3.弹簧的计算公式：-弹性系数（K）的计算公式：K=Gd^4/(8Na^3)其中，G为剪切模量，d为线径，N为齿数，a为活动齿数。
-预压力（P）的计算公式：P=K*δ其中，δ为弹簧的压缩/拉伸变形量。
-力（F）的计算公式：F=K*δ弹簧所受的力正比于弹性系数与变形量之积。
-弹簧的伸长（δ）计算公式：δ=(F*L)/(K*Gd^4)其中，L为弹簧的长度。
-弹簧的疲劳寿命（Nf）计算公式：Nf=(C*S^b)/(F^b)其中，C为常数，S为应力幅值（一般为弹簧的最大变形量）。
以上公式仅为常见的弹簧计算公式，实际应用中可能还需要考虑更多的因素，如安全系数、材料的疲劳强度等。
总结起来，弹簧的参数、尺寸和计算公式对于弹簧的设计和选择至关重要。
具体的参数和尺寸根据实际应用需求和弹簧类型来确定，而计算公式则是根据力学原理和材料特性推导得出的。
弹簧计算公式excel套入模板(非标设计最强自动计算)
MPa MPa
4 1.404
8 8 4Leabharlann 1.40375124.88 0 25
38.46153846 4803.076923
9.88448911 10 12 92
130.4615385 130 11.8
6.694561369 1316.178447
mm mm
N/mm mm mm mm mm
mm mm mm mm
b=HO/D 两端固定 b＜5.3
32 τmax τs
33 S 34 Sp 35
最大切应力 屈服极限
疲劳安全系数
τmax=8KDPn/ πd3 静载荷，80钢 S=τp / τmax
S＞Sp,强度满足要求
结果
单位
0
N
3122
N
25
mm
32
mm
次
79000 206000
MPa MPa
1370 685 224.6764894
° mm
4.0625 满足要求
697.4977318 930
1.333337669 1.3～1.7 满足要求
MPa MPa
序号 代号
一
1
P1
2
Pn
3h
4D
5
6
7
8G
9E
二
10 σb 11 τp
12 C' 13 K' 14 C" 15 K" 16 d
17 C
18 K
19 P' 20 F1 21 Fn 22 Fb 23 Pb 24 n
25 n1 26 Hb 27 Ho
28 t 29 α 30 L
三
31 b
前后螺旋弹簧校核
H0——弹簧自由高度，H0=293±5mm
Ks——弹簧刚度，Ks=25±2N/mm
1、求节距t 由自由高度 H0=nt+1.5d=293mm 节距 t=56.6mm
得：
2、求弹簧最大变形量F以及受最大力Fmax 由节距 t=d+F/n+=56.6mm 得： 弹簧最大变形量 F=220.7mm 由弹簧最大变形量 F=Fmax/Ks Ks=25N/mm 得：Fmax=5516N
3、求最大单侧簧上质量 由弹簧所受最大力 Fmax=K×P 得： K——动荷系数，取K=1.7 P——平衡位置处弹簧所受压缩力 P=（Nv·cosβ）/﹝cos(β+γ-α)﹞ Nv——单侧车轮承受载荷 β——车轮外倾角 γ——减震器内倾角 α——主销轴线与减震器的夹角 得： 单侧车轮承受载荷Nv=2847N。 即：单侧最大簧上质量m1=284.7kg
H0——弹簧自由高度，H0=327mm
Ks——弹簧刚度，Ks=21.3N/mm
1、求节距t 由自由高度 H0=nt+1.5d=327mm 节距 t=42.9mm
得：
2、求弹簧最大变形量F以及受最大力Fmax 由节距 t=d+F/n+=42.9mm 得： 弹簧最大变形量 F=227.3mm 由弹簧最大变形量 F=Fmax/Ks Ks=21.3N/mm 得：Fmax=4841N
河北御捷车业有限公司
前后螺旋弹簧校核计算
前螺旋弹簧校核计算
主要参数
G ——前螺旋弹簧弹性模量，79000N/mm2；
d1—— 前螺旋弹簧簧丝直径，d1=10.5mm ； D1—— 前螺旋弹簧中径，D1=92mm ； n1—— 弹簧总圈数, 8.75圈。 n—— 弹簧有效圈数, 7.25圈。
机械设计常用弹簧设计计算汇总
压力弹簧的 设计数据， 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）： K=(G×ｄ ４)／（８ ×Ｄｍ３× Ｎｃ）
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=3500 d=线径
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）: K=(Ｅ×ｄ ４)／（１ １６７×Ｄ ｍ×ｐ×Ｎ ×Ｒ）
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=11200 d=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=3.1416
Do=OD=外径
Di=ID=内径 Dm=MD=中径 =Do-d
压力、拉力、扭力弹簧计算步骤
N=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
弹簧计算(3.0)
压缩弹簧计算
计算公式或参数说明
绕线的圈数，最好是整数 选择线径系列 端部并紧圈数,指填写一端的数量 端部磨平圈数,指填写一端的数量 选择材料系列
载荷类型：I：≥100,000，II：＜100,000；III：＜1,000次 两端是否固定，是否使用导杆导套，型式按;τ p 变形系数0.2≤（f1，f2）≤0.8 根据工厂经验，C<3或>15无法制造，合理范围：4~10 F2<Cb kH0 C=D/d K=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C k=Gd^4/8nD^3 F1=k(H0-H1) F2=k(H0-H2) F1=F1*1000/9.8(单位转化为gf) F2=F2*1000/9.8(单位转化为gf) τ 1=8F1KD/π d^3 τ 2=8F2KD/π d^3 Hb=(n+n11*2-n12*2)*d Hmin=H0-π nD^2σ b*0.5/GKd和Hb的较大者 Fmax=(H0-Hmin)k f1=(H0-H1)/(H0-Hj) f2=(H0-H2)/(H0-Hj) b=H0/D 由查表或由拟合公式计算 根据材料查表---自动查表公式，乘1000换算成Mpa 根据材料查表---自动查表公式，乘1000换算成Mpa 根据材料查表---自动查表公式 根据载荷类型和材料查表---自动查表公式
OK OK 不合理 OK 12 1.1194318 0.1063368 0.499783 0.8825955 50.998264 90.060764 189.95816 335.45804 4.8 4.8 1.1909722 0.4196429 0.7410714 4.4444444 1 68600 186000 2050 738
OK OK 不合理 OK 12.8 1.1116062 0.4673004 4.4393539 9.5796585 452.9953 977.51617 160.84991 347.09717 11 11 14.719963 0.3015873 0.6507937 3.3203125 1 78400 206000 2060 741.6
弹簧校核终极版
7. 离合器膜片弹簧设计7.1 膜片弹簧的结构特点膜片弹簧在结构形状上分为两部分。
在膜片弹簧的大端处为一完整的截锥体，它的形状像一个无底的碟子，和一般机械上用的碟形弹簧类似，故称作碟簧部分，实际起到弹性作用。
其工作原理为：沿轴线方向加载，碟簧受压变平，卸载后又恢复原形。
另一部分是径向开槽部分，像一圈伸出的手指，其作用是作为分离杆，又称分离指。
分离爪与碟簧部分交界处的径向槽较宽，呈长方圆形孔，一方面可以减少分离指根部的应力集中，另一方面又可用来安置销钉固定膜片弹簧。
分离指根部的过渡圆角R ＞4.5。
7.2 膜片弹簧的加载方式和变形由于膜片弹簧采用推式结构，故其正装。
离合器在分离和接合时，膜片弹簧的加载情况不一样，相应的有两种加载方式和变形情况（如图7-1）：图7-1 膜片弹簧在不同工作状态时的变形(a)自由状态 (b)压紧状态 (c)分离状态1．自由状态当离合器盖总成未与飞轮装合以前，膜片弹簧近似处于自由状态，膜片弹簧对压盘无压紧作用。
2．接合状态当离合器盖总成与飞轮装合时，离合器盖前端面向飞轮前端面靠拢。
此时，离合器盖通过支点o 对膜片弹簧施加载荷1P ，膜片弹簧逐渐变形直到离合器盖和飞轮完全贴合为止，此时为接合状态。
同时在压盘处也作用有一载荷1P ，把1P 称作压紧力。
支点o 和压盘接触处之间的高度变化称作大端变形1λ，膜片弹簧分离轴承相对于压盘高度的变化称之为小端变形2λ。
3．分离状态分离轴承以2P 力作用在膜片弹簧的小端，当力达到一定值时，膜片弹簧被压翻。
分离时在膜片弹簧的大端处及小端处将进一步产生附加变形f 1λ和f 2λ。
此时膜片弹簧大端处的变形111b f λλλ=+。
7.3 膜片弹簧的弹性变形特性如前所述，膜片弹簧起弹性作用的部分是其碟簧部分。
碟簧部分的弹性变形特性和螺旋弹簧是不一样的，它是一种非线性的弹簧，其特性和碟簧的原始内截锥高H 及弹簧片厚度h 的比值H/h 有关。
不同的H/h 值可以得到不同的弹性变形特性。
弹簧计算公式
弹簧计算公式弹簧计算公式是用来计算弹簧的弹力的数学公式。
弹簧是一种用来存储和释放能量的弹性元件，广泛应用于各种机械装置和工具中。
根据弹簧的形状和用途，可以分为压簧、拉簧和扭簧。
下面将分别介绍这三种弹簧的弹力计算公式。
1.压簧弹力计算公式压簧是一种用于承受压缩力的弹簧，通常由钢丝绕成螺旋形。
压簧的弹力与其形状、材料的物理性质以及受到的压缩力有关。
压簧的弹力计算公式如下：F=k*x其中，F表示弹簧的弹力，k是一个常数，称为簧系数，x是压簧的变形量。
压簧的弹力与其变形量呈线性关系，即弹簧的弹力与其压缩或拉伸的距离成正比。
簧系数k的大小取决于弹簧的材料和几何形状。
2.拉簧弹力计算公式拉簧是一种用于承受拉力的弹簧，通常由钢丝绕成螺旋形。
拉簧的弹力与其形状、材料的物理性质以及受到的拉力有关。
拉簧的弹力计算公式如下：F=k*x其中，F表示弹簧的弹力，k是一个常数，称为拉簧的刚度系数或簧系数，x是拉簧的变形量。
拉簧的弹力与其变形量呈线性关系，即弹簧的弹力与其拉伸或压缩的长度成正比。
簧系数k的大小取决于弹簧的材料和几何形状。
3.扭簧弹力计算公式扭簧是一种用于承受扭转力的弹簧，通常由钢丝绕成螺旋形。
扭簧的弹力与其形状、材料的物理性质以及受到的扭转力矩有关。
扭簧的弹力计算公式如下：T=k*φ其中，T表示弹簧的扭力，k是弹簧的刚度系数或簧系数，φ是弹簧的扭转角度。
扭簧的弹力与其扭转角度成正比。
簧系数k的大小取决于弹簧的材料和几何形状。
需要注意的是，以上的公式都是基于线性弹性假设的情况下推导出来的。
实际上，弹簧的变形行为通常是非线性的，因此在计算弹力时需要考虑非线性效应，例如在变形量较大或载荷较高的情况下。
除了弹力的计算公式，还可以根据实际需要计算弹簧的弹性系数、刚度系数、临界长度等参数。
这些参数对于设计和选择弹簧具有重要意义，可以保证弹簧在工作过程中具有足够的弹性和耐力。
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判断是否失稳
稳定,无需计算稳定性
不稳定系数Cu
0.25
图1
3，压缩弹簧稳定 稳定临界载荷Fc(N) 性(拉伸弹簧不做) 实际负载压F(N)
1580.00 2000
判断稳定性
稳定，无需计算稳定性
说明：
如果F>Fc，应重新选择有关参数，改变b值，提高Fc的大小，使其
大于负载F之值，以保证弹簧的稳定性。
若受结构限制而不能改变参数时，就应该参照图2加装图b、c所示
[τ](Mpa)
III类弹簧 570
740
710
拉伸弹簧 I类弹簧
285
370
360
许用切应 II类弹簧 325
420
408
[τ](Mpa)
III类弹簧 380
495
475
扭转弹簧 I类弹簧
455
590
570
许用弯应 II类弹簧 570
740
710
[σp](Mpa
III类弹簧 710
925
890
图1，不 稳定系数
参数
数值 不锈钢丝
I
附表 弹簧 钢抗拉强 载荷性质： I=无限疲劳寿命，交变载荷次 数>106，如内燃机气门弹簧、 电磁制动器弹簧；
弹簧线径d(mm) 抗拉强度σb(MPa)(右表) 扭转弹簧许用弯应[σp](MPa) 压缩弹簧许用切应[τ](MPa) 拉伸弹簧许用切应[τ](MPa)
II=有限疲劳寿命，交变载荷 1320 次数103~105,如一般车辆弹簧
铬钒钢50/55/60CrVA
不锈钢丝 302,304,316
锡硅青青铜铜线线 QQSSnn43，-1QSn6.5， QSn7
锡青铜线 QBe1.7，QBe2……
切变模量G(GPa)
79
73 41 40 44
弹性模量E(GPa)
d>4 206
0.5<=d<=4 207.5~205
推荐使用硬度(HRC)
12.27 6
1.15 660 7.04
7
30.68 50 13.5 11.5
98.81
W d 3 32 C=D/d 表2
k1 4C 1 4C 4
表3\4
k1 [T ] p
W
校核合格 I=πd4/64
除去两端磨平死圈 Kt EI
180 DN
说明： 1，本文D表示弹簧中径，d表示弹簧线径，H0表示自由长度，如附图 2，弹性刚度K即弹性常数，满足胡克定律：
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弹簧校核计算合集
圆柱压缩/拉伸弹簧计算校核
步骤
参数
取值
备注
已知条件
材料切变模量G(GPa) 弹簧线径d(mm)
79
表1
4
弹簧中经D(mm)
20
1，强度计算
旋绕比C 曲度系数ks 弹簧类型 许用切应力[τ](Mpa) 最大许用压力[F](N) 实际负载压力F(N)
5 1.31 压缩弹簧
369 353.83
图2，压 缩弹簧失
c/2 c/2
附表 导a杆失稳
/导套与
中径
D(mm)
≤5
间隙
c(mm)
0.6
b 加装导 杆
c 加装导套
＞5~10 1
＞ ＞10~18 ＞18~30 ＞30~50 ＞50~80 80~120
2
3
4
5
6
特点
强度高加工性能好，适用于 小尺寸。但弹性极限低，不 能再130°以上工作
适用于变载荷、冲击载荷、 高温 耐腐蚀耐高温，适用于小弹 簧
耐潮湿耐酸耐腐蚀，但弹性 极限低，不能再120°以上工 作
7
Z
Z
A B C D E SPZ SPA SPB SPC
文档信息 编写：图惜 参考：《机械设计——第八版》——蒲良贵、纪名刚
《机械设计手册——第五版第三卷》——成大先 《英科宇机械工程师设计手册电子版》
2018.9.17
附图 弹簧尺寸
间隙 c(mm)
表1 弹簧 常用材料
材料
碳素 弹簧钢
60~90 60Mn, 65Mn, 70Mn
硅锰钢55/60Si2Mn，60Si2MnA
100
C=D/d 表2
ks 4C 1 0.615 4C 4 C
表3\4
8DF ks d 3
判断强度
校核合格
2，刚度计算
弹簧总圈数 弹簧有效圈数N 弹簧刚度K(N/mm) 弹簧自由长度H0(mm)
7 5 63.2 100
除去两端磨平死圈
K
Gd 4 8D3 N
长细比b 弹簧安装方式
5.00 两端固定
594.00 III=静载荷，交变载荷次数
369.60 <103，如安全阀弹簧 295.68
表4 合金 弹簧钢许
类型
材料
65Mn
硅锰,铬钒 铬锰钢
55Si2Mn(B 60Si2Mn(A 50CrVA
55CrMnA 60CrMnA
压缩弹簧 I类弹簧
340
445
430
许用切应 II类弹簧 455
590
570
拉压弹簧力与长度变形关系F=K×△L， 扭转弹簧扭矩(力矩)与转动角度关系T=Kt×△φ
3，如果是碳钢或不锈钢弹簧，在表3中选择材料和载荷性质、输入弹簧线径和抗 拉强度(附表查询)，即可在下方自动计算出许用应力值，如果是合金钢弹簧，直接 在表4中查询许用应力值，再将此值带回主表“强度计算”中计算校核
的导杆或导套，此时需注意导杆/套与弹簧间距(见附表)
步骤 已知条件
圆柱扭转弹簧计算校核
参数
取值
材料弹性模量E(GPa)
200
弹簧线径d(mm)
5
弹簧中经D(mm)
30
备注 表1
W d 3 32
1，强度计算 2，刚度计算
抗弯截面系数W(mm³) 旋绕比C 曲度系数k1 许用弯曲应力[σp](Mpa) 最大许用扭矩[T](N.m) 实际负载力矩T(N.m) 判断强度 惯性矩I(mm4) 工作扭转角φ(度) 弹簧总圈数 弹簧有效圈数N 弹簧刚度Kt(N.mm/度)
45~50
193
93.2 129.5
90~100HB 37~40
表2 旋绕 比(弹簧
弹簧丝直径d（mm） 0.2～0.4
C
7～14
0.5～1 5～12
1.1～2.2 5～10
2.5～6 4～10
7～16 4～8
18～40 4～6
C取值必 须 通在常4取~16 5~8
表3 碳素 弹簧钢与
材料 载荷性质