气弹簧的计算范文
后背门气弹簧布置与撑力计算
O
A
d
β
B1
P
G
C 图 3 后背门受力分析
L
LNBY
图 4 撑杆力随行程的变化
F=
Fmax
− Fmax − Fmin L max
L
（7）
由图 3 可得，撑杆的行程与撑杆长度之间点关系
为：L= ∣ AB—AB1 ∣，其中 AB1 为后背门关闭时撑杆
的长度。令K
=
Fmax − Fmin L max
，K
c = (a 2+ r 2− 2ar ×cosΦ )1/2 Φ =θ −˄α −β ˅
（5）
1.2 受力分析
d
=
ra c
× sinΦ
（6）
如图 3 所示，后背门在开启和关闭过程中受到旋
转铰链 O 的支反力、气弹簧支撑力 F 以及后背门自
身的重力 G，其中旋转铰链 O 的支反力对 O 点取矩
为零。
F
B
the back door for example, the design process of the layout and calculation of air spring is introduced. Relationship
among various force and torques of the back door in the course of opening was analysed from the view of mechanics and
2 撑杆初始安装点优化布置
（10）
从式（9）和（10）中可以看出，由于 c 和 Φ 均
为 θ 的函数，所以 MB 与 MP 也都是 θ 的函数。MP 与 θ 的关系比较简单，门的形状以及关闭位置已经确定，
弹簧设计计算
弹簧设计计算弹簧设计计算弹簧在材料选定后，设计时需要计算出弹簧刚度F、中径D、钢丝直径d、有效圈数n、变形量f。
以下面弹簧设计为例；1.计算弹簧受力：假设弹簧端克服1个标准大气压，即推动钢球，则弹簧受力为：F=PA=1×105N/mm2×πd12 /4其中d1——钢球通道直径弹簧还须克服钢球下降重力：G=mρV=m×4ρπR3/3其中R——钢球半径弹簧受合力：F合=F+G考虑制造加工因素，增加1.2倍系数F′=1.2F合2.选材料:(一般选用碳素弹簧钢丝65Mn或琴钢丝)以65Mn为例,钢丝直径d=1.4mm3.查表计算许用应力:查弹簧手册8-10表中Ⅰ类载荷的弹簧考虑(根据阀弹簧受力情况而言) 材料的抗拉强度σb与钢丝直径d有关查表2-30(选用D组): σb=2150～2450Mpa安全系数K=1.1～1.3, 可取K=1.2, 则σb=1791.7～2041.7 Mpa 因此σb=1791.7Mpa(下限值)查表2-103,取切变模量G=78.8×103Mpa查表8-10,取许用切应力τs==0.5σb=0.3×1791.7=537.51Mpa 4.选择弹簧旋绕比C:根据表8-4初步选取C=105.计算钢丝直径:d≥1.6√KFC/[τ]其中K——曲度系数,取K=1.1～1.3F——弹簧受力6.计算弹簧中径:D=C d7.计算弹簧有效圈数:n=Gd4f/8FD3则总圈数n总=n+n1(查表8-6) 8.计算试验载荷:Fs=πd3τs/8D9.自由高度:H0=nt+1.5d其中:t——初步估计节距t=d+f/n+δ1(δ1=0.1d)查表8-7系列值H0取整数10.节距计算:t=(H0-1.5d)/n11.弹簧螺旋角:(此值一般符合=5°～9°)α=arctan(t/πD)。
基于Python计算气弹簧选型
基于Python计算气弹簧选型作者：张立潇来源：《河南科技》2018年第13期摘要：本文以Python语言为手段，以第三方库为支撑，设计交互式程序窗口图形，采用三角形余弦定理，计算气弹簧选型，计算出了最小支撑力的优化目标，同时给出了气弹簧的安装距、行程以及在门上、门口框上的安装位置，不仅提高了设计人员的工作效率，也体现了设计人员计算过程的智能化。
关键词：Python；余弦定理；气弹簧中图分类号：TH135 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）13-0061-03Calculation of Gas Spring Based on PythonZHANG Lixiao（Henan Xinfei Special Purpose Vehicle Co.， Ltd.，Xinxiang Henan 453000）Abstract： In this paper， by means of the Python language， supported by a third-party library， designed an interactive program window graphics， used triangle cosine theorem，calculated gas spring selection， calculated the minimum support the optimization goal， the installation of the gas spring is given at the same time， travel， and on the door， the door frame on the installation position， not only improved the efficiency of the design personnel， also reflected the intelligent design calculation process.Keywords： Python；cosine theorem；gas spring气弹簧在专用汽车中的应用非常广泛。
气弹簧选型——精选推荐
气弹簧使用指南一、气弹簧综述气弹簧(gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的弹性元件。
气弹簧的基本原理是在密闭的缸体内充入具有一定压力的氮气和油、或油气混合物，进而利用作用在活塞杆或活塞截面上的压力使气弹簧产生推力或拉力，气弹簧和机械弹簧的最大区别在于：前者的力－位移曲线斜率很小，在整个运动行程中力值基本保持不变，后者的力－位移曲线斜率很大。
根据气弹簧的结构和功能，气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。
※自由型气弹簧（压缩气弹簧）只有伸展（无外力作用下，长度最长）和压缩（外力大于气弹簧的推力，长度最短）两种状态，在行程中无法自行停止，主要起支撑作用，该类气弹簧有恒阻尼和变阻尼两种结构。
在汽车、工程机械、纺织机械、印刷机械、办公家具等行业得到广泛应用。
※自锁型气弹簧（升降可锁定气弹簧、角调可锁定气弹簧）通过其内部的阀门可以将气弹簧锁定在行程的任意位置，根据内部结构的不同，该类气弹簧有弹性锁定、压缩刚性锁定、拉伸刚性锁定、压缩拉伸双向刚性锁定等类型。
自锁型气弹簧同时具备支撑、高度和角度调节的功能，而且操作方便灵活，结构简单。
因而在医疗设备、家具、汽车等行业得到广泛应用。
※随意停气弹簧（平衡气弹簧）通过其内部特殊的平衡阀机构，加上合理的外界负载设计，可以使气弹簧停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力，它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间。
主要应用在厨房家具、医疗器械、电子产品等行业。
※牵引气弹簧（拉伸气弹簧）是一种特殊的气弹簧:别的气弹簧在自由状态的时候都处在最长的位置，即在受到外力后是从最长的位置向最短的位置运动，而牵引式气弹簧的自由状态在最短的位置，受到牵引时从最短处向最长处运行。
牵引气弹簧中也有相应的自由型、自锁型等产品。
※阻尼器通过活塞上的阻尼结构可使阻尼力随着运动速度而改变，可以明显的对相连的机构的速度起阻尼作用，该类产品有多种结构以适合不同的用途。
压力弹簧计算公式
压力弹簧计算公式压力弹簧·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=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）: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=3.1416。
弹簧的压缩量和计算
弹簧的压缩量和计算弹簧的压缩量和计算在一套冲压模具中,需要用到比较多的弹性材料,其中包括各种不同规格的弹簧、优力胶、氮气弹簧等,按照不同的需要选用不同的弹性材料。
像折弯、冲孔一般用普通的扁线弹簧就可以了,比如棕色弹簧,也称为咖啡色弹簧;如果力量不够就加氮气弹簧,当然成本要高一点;优力胶一般用于拉深模具、整形模具、或整平面度用。
拉深模具用优力胶非常不错,当然也可以选用氮气弹簧。
其他的像顶料销、浮块、两用销等一般用线簧或黄色弹簧,只要可以脱料、不把产品顶出印子、顶变形就好了。
优力胶的特点就是力量比较均衡,然而其寿命比较短,生产一段时间就可能裂掉了、不行了、萎掉了,因此一般比较少用,通常比较常用氮气弹簧。
整平面度优力胶用的多。
弹簧包括扁线弹簧、线簧等,弹簧的目的就是脱料、压料,弹簧力度的���小,关系着模具生产是否顺利、打出来的产品是否合格等。
弹簧力量小了,有可能会造成产品变形、模具不脱料、产品不好从模具里面拿出来、带料,刀口、冲头容易磨损等各种问题。
扁线弹簧一般按颜色划分为:棕色、绿色、红色、蓝色、黄色,力量也依次减弱,颜色不同, 力量大小就不同,压缩量也不同。
有一个土方法可以计算弹簧的压缩量,那是我刚进厂学模具不久,对模具还不怎么懂,我师父教我的:事先测量一下弹簧的总高度,再把弹簧放台虎钳中,锁死,然后用卡尺测量一下弹簧被夹死之后剩下的长度,再用弹簧的总长度减去这个数,再除以总长度即可,此方法任何弹簧通用,比如棕色弹簧长度为60mm,被虎钳夹死后应该还剩下45.6左右,然后你再用60 减去45.6等于14.4,再用14.4除以60,结果等于0.24,这就是它的压缩量。
弹簧按照不同生产次数,比如100万次、50万次、30万次,压缩量选的越大,弹簧寿命越短, 模具寿命也就越短(当然弹簧打坏了是可以换的),模具生产一段时间可能弹簧就没力了, 质量差一点的弹簧还有可能断在模具里面。
一般按照30万次来计算弹簧的压缩量,也就是说模具打30万次弹簧可能就没力了,当然一般的冲压模具寿命都没那么长,也可以按最大压缩量来计算,按最大压缩量来计算的话,只能保证弹簧不打爆在模具里面。
空气弹簧刚度计算
空气弹簧刚度计算1． 载荷与气压关系式：)A p (p P a -= ----(1) 式中： P 载荷p 气囊内绝对气压A 气囊有效承压面积a p 标准大气压，其值与运算单位有关： 采用N 、mm 时，a p ＝0.0981≈0.1N/mm 2 采用kgf 、cm 时，a p ＝1 kgf/cm 2采用1b 、in 时，a p ＝14.223 lb/in 2(psi)2． 气压与容积变化关系式―――气体状态方程式m )VV (p p 00= 式中： p 任一位置气囊内气体的绝对气压 V 任一位置气囊内气体容积 0p 静平衡位置气囊内气体的绝对气压 0V 静平衡位置气囊内气体容积m 多变指数，静态即等温过程 m =1; 动态即绝热过程 m =1.4; 一般状态，可取 m =1.33。
3． 刚度：弹性特性为弱非线性，取其导数，即dxdP K = 式中： K 任一位置的刚度P 载荷x 气囊变形量即行程即： dx)A]p d[(p K a -= dx)A]p V V d[(p a m m00-= dx dV V V Amp dx dA )p V V (p 1m m 00a m m 00⋅--=+ ----(2)当气囊处在平衡位置时，V =0V ， p =0p , dxdV =-A , 即： 020a 00V A mp dx dA )p (p K +-= ----(3)在平衡位置时之偏频：0a 000)V p (p mgA p dx dA A g 2π1n -+⋅=(Hz) ----(4)式中：dxdA 称为有效面积变化率； g 重力加速度。
可见，降低dxdA 、增大0V ，可降低0n ，提高平顺性。
P.S.有时采用相对气压p 1来运算更为方便:p 1 =p -a p ----(5) 代入式(1)即P = p 1A或：0p = a 10p p +代入式(3) 即：02a 10100V A )p m(p dx dA p K ++= ----(6) 010a 100V mgA p p p dx dA A g 2π1n ⋅++⋅= (Hz) ----(7) 又∵2D 4πA = D 为有效直径，∴dxdD 2πD dx dA ⋅= 代入式(6) 02a 10100V A )p m(p dx dD 2πDp K ++⋅= ----(8) 式中： dxdD 称为有效直径变化率。
空气弹簧刚度计算公式
空气弹簧刚度计算公式1. 载荷与气压关系式：P (P P a )A ----(1)式中：P 载荷P 气囊内绝对气压A 气囊有效承压面积P a 标准大气压，其值与运算单位有关：采用 N 、mm 时，p a = 0.0981 V11N/mm 2采用 kgf 、cm 时，p a = 1 kgf/cm 2采用 1b 、in 时，p a = 14.223 lb/in 2(psi)2. 气压与容积变化关系式 ------ 气体状态方程式p P 0(#)m式中：P 任一位置气囊内气体的绝对气压V 任一位置气囊内气体容积P 0静平衡位置气囊内气体的绝对气压V 0静平衡位置气囊内气体容积m 多变指数，静态即等温过程 m =1;动态即绝热过程 m =1.4;一般状态，可取 m =1.33。
刚度：弹性特性为弱非线性，取其导数，即 式中： K 任一位置的刚度K dPdxP 载荷X气囊变形量即行程即：K d[(p p a)A]dxV0md[(P0 歹P a)A]dx(P o V o mv mdAdxAmp oV o mV^1dVdx当气囊处在平衡位置时，V = V o P= P o 即: K o (p o p厝dxdV，dxA2mpo v=-A ,在平衡位置时之偏频:n o P o mgA (P op a)V o(Hz)----(3)----(4)式中: dAdx称为有效面积变化率;g 重力加速度。
可见，降低dAdx、增大V o，可降低n o，提高平顺性P.S有时采用相对气压P1来运算更为方便p i = p - p a代入式(1)即P = p i A或：P o= P io P a----(5) 代入式(3)即：K o P io 譽m(P iodx P a)A2V?n o i g dA2 n A dxP io p a mgAp io V o(Hz)----(6)----(7)又T A n D2D为有效直径，.dA nD dDdx 2 dx代入式(6)对膜式空气弹簧，dD =0--0.2 dx对囊式空气弹簧，一般d D =0.2--0.3 , dx甚至有巴=-0.1 ,取决于活塞形状dx 式中： dx 称为有效直径变化率。
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气弹簧的计算范文
气弹簧是一种常见的弹簧形式，它使用了压缩气体的弹性来产生力。
气弹簧被广泛应用于各种工业和机械设备中，如汽车悬挂系统、家具、工
作台等。
在此篇文章中，我们将深入探讨气弹簧的计算原理、设计和应用。
一、气弹簧的基本原理
气弹簧是通过压缩气体的弹性来产生力的装置。
它的工作原理可以通
过以下公式来描述：
F=k*Δx
其中，F表示气弹簧的力，k表示气弹簧的柔度系数，Δx表示气弹
簧的变形量。
柔度系数k是气弹簧的一个重要参数，它决定了气弹簧的硬
度和弹性。
在气弹簧中，气体的压力与气弹簧的变形量存在一定的关系。
根据气
体的物理性质和基本气体定律，可以得到气弹簧的压力和变形量之间的关系：
P*V=n*R*T
其中，P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的物质量，R表示气体的普适气体常量，T表示气体的温度。
根据气体的状态方程，
气弹簧的压力与变形量之间的关系可以表示为：
P=k*Δx
其中，k表示气弹簧的柔度系数，Δx表示气弹簧的变形量。
二、气弹簧的设计计算
1.柔度系数k的计算
气弹簧的柔度系数k是气弹簧设计中的一个重要参数，它决定了气弹簧的硬度和弹性。
柔度系数k的计算可以通过以下公式来进行：k=(P2-P1)/(Δx2-Δx1)
其中，P1和P2表示气弹簧在变形量Δx1和Δx2时的压力。
2. 最大载荷Fmax的计算
气弹簧的设计过程中，需要考虑气弹簧的最大载荷Fmax，以确保气弹簧在工作中不会产生过载。
最大载荷Fmax的计算可以通过以下公式来进行：
Fmax = P * A
其中，P表示气弹簧的压力，A表示气弹簧的有效面积。
三、气弹簧的应用
气弹簧作为一种常用的弹簧形式，被广泛应用于各种工业和机械设备中。
1.汽车悬挂系统
气弹簧在汽车悬挂系统中起到支撑和缓冲作用。
气弹簧可以根据汽车的负荷和行驶状况来调整气压和弹簧硬度，从而提供更好的行驶舒适性和稳定性。
2.家具
气弹簧在家具中广泛应用于升降桌、调整座椅高度等功能。
气弹簧可以根据用户的需求来调整高度，提供更好的使用体验。
3.工作台
气弹簧在工作台上使用可以帮助调整工作平台的高度，使工作更加舒
适和高效。
总之，气弹簧是一种利用压缩气体的弹性来产生力的装置。
通过柔度
系数k和变形量Δx的计算，可以确定气弹簧的性能参数。
气弹簧广泛应
用于汽车悬挂系统、家具、工作台等领域，在提供支撑和缓冲作用的同时，也为用户提供了更好的使用体验。