弹簧设计计算
彈簧設計計算公式 Prepare By Brain. Wan Update Date:24-Feb-10計算公式使用方法:在有此顏色為輸入欄
輸入向應值即可求得 各個數據.輸入參數輸入參數G (kgf/mm^2)8000
G (kgf/mm^2)8000代號名稱單位d (mm)
3.5 d (mm)0.6d 材料線徑mm D(mm)
24D(mm) 2.6D 彈簧中徑mm Na(n)
6.5Na(n)38.5Na (n)有效圈數/δ(ΔL) (mm)
18δ(ΔL) (mm)30L 自由長度mm L (mm)
30M 密著長度mm C (D/d) 6.857142857
k 彈簧定數kgf/mm 穩定性b(L/D) 1.25
τ應力修正kgf/mm 彈簧定數 k k=(G*d^4)/(8*D^3*Na) 1.670033164彈簧定數 k k=(G*d^4)/(8*D^3*Na)0.191524452δ(ΔL)變量
mm Pi 初張力
kgf 應力修正τ=<[τ]τ=(8*D*P)*K/(π*d^3)71.56204256應力修正τ=<[τ]τ=(8*D*P*k)/(π*d^3)37.26784683K 應力修正系數
/應力修正系數K K=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C 1.21773628應力修正系數K K=(G*d^4)/(8*D^3*Na)0.191524452a1腕長(動作點)
mm 弹簧的节距 p P=(L-2*d)/Na 3.538461538a2腕長(固定點)
mm 彈簧荷重F(kgf)F=k*δ30.06059696初張力PI(kgf)Pi=(π*d^4*G)/(800*D^2)0.60227574E 彈簧系數
kgf/mm 彈簧穩定性b b=L/D 1.25SUS 19000kgf/mm
自由長度 L0L0=d(N+1)+2.2(D -d)28.1SWP 21000kgf/mm
安全確認 項目G 橫彈性系數kgf/mm^2
安全角(間隔角) 14 度以下彈簧荷重F(kgf)F=k*δ+Pi 6.348009296SUS 7000kgf/mm^2
螺旋升角 α5~9°SWPA, B 第1荷重(A)0.8 L 以下SUWC 第2荷重(B) 1.2 M 以上F 彈簧荷重kgf
C 彈簧指數 D/d /
L0自由長度mm
輸入參數N kg lb a 自由角度°
E (kgf/mm)19000618.8763.15139.221753?d 使用角度(變量)°
D(mm)13.78.890560.90722R 荷重半徑mm
d (mm) 1.562563.7755102140.6007653kTd 彈簧定數kgfmm/deg
Na (n) 有效圈數4mm inch σ彎曲應力kgf/mm
a1 (mm)525.41P 點動作點/
a2 (mm)1525.41P0點固定點/
C(D/d)
9.133333333kb 彎曲修正系數/彈簧定數不清kTd kTd=(E*d^4)/(366
7*D*Na+389(a1+
a2))0.460819061彈簧荷重 F
(kgf)
F=kTd*d/R 0.138245718彎曲應力 δδ=Ed*d/360*D*N
4338.333333δ=32*P*R*kb/π
*d^3
(安全確認) kb kb=(4*C^2-C-
1)/4*C*(C-1)) 1.088847673
彈簧指數C (D/d)(旋绕比)
彈簧穩定性b b=L/D 材料線徑d mm 彈簧指數C (D/d)
兩段自由b=<2.60.2~0.47~14
一段自由,一固定b=<5.30.5~15~12
兩段固定b=<3.71.1~2.25~10
2.5~64~10
7~164~8
18~404~6
1、强度约束条件
式中：K 为曲度系数(或称补偿系数)，用以考虑螺旋升角和弹簧丝曲率等的影响，其值可按下式计算：
则弹簧丝的强度约束条件为：
或
式中：[τ]为许用剪切应力；
F max 为弹簧的最大工作载荷。
2、刚度约束条件
圆柱螺旋弹簧的变形计算公式是根据材料力学求得的，即：
式中，G 为材料的剪切弹性模量。由此可得刚度约束条件为
或
式中：k 为弹簧刚度，表示弹簧单位变形所需的力。
一般n 应圆整为0.5的整数倍，且大于2。
3、稳定性约束条件
当作用在压缩弹簧的载荷过大，高径比b =H 0/D 2超出一定范围时，弹簧会产生较大的侧向弯曲(图12-7)而失稳。
为保证弹簧的稳定性，一般规定，两端固定时取b <5.3；一端固定另一端自由时，取b <3.7；两端自由时，应取b <2.6。如未能满足上述要求，则要按下式进行稳定性验算： F max 式中：F C 为临界载荷，C B 为不稳定系数，见图12-8壓縮彈簧拉伸彈簧8000kgf/mm^2 彈簧代號 名稱 图12-6为承受轴向载荷的压缩弹簧，现分析其受力情况，拉伸弹簧的簧丝受力情况完全相同。如图12-6a ，在通过轴线的剖面上，弹簧 丝的剖面为椭圆，但由于螺旋升角一般很小，可近似地用圆形剖面代替。将作用于弹簧的轴向载荷F 移至这个剖面，在此剖面上有转矩： T =FD 2/2和剪切力F 的联合作用。这二者在弹簧丝剖面上引起的最大剪切应力τ为： G 为材料的剪切弹性模量 單位轉換C 愈小彈簧剛度愈大 兩段加裝導桿(套)可加強穩定性 扭轉彈簧