圆柱螺旋弹簧设计计算.doc
5圆柱螺旋弹簧设计计算一弹簧的参数名称及代号 GB/T 1239.6-93参数名称代号单位参数名称代号单位材料直径dmm工作负荷下变形量F1、2、3nmm弹簧中径D试验负荷下变形量Fs弹簧内径D1试验负荷下的高度Hs弹簧外径D2工作扭转变形角rad(度)导杆直径D自由角度自由长度、高度Ho试验扭距下的扭转变形量工作长度、高度H1、2、3n材料切变模量GN/mm2试验负荷下的高度Hs材料弹性模量E压并高度Hb材料抗垃强度b工作行程h初切应力0材料展开长度L材料切应力节距t许用切应力间距试验切应力s有效圈数n圈材料弯曲应力总圈数n1许用弯曲应力支承圈数n2试验弯曲应力s螺旋角a度弹簧刚度PN/mm工作负荷P1,2,3nN弹簧变形能UN*mm初拉力P0曲度系数K试验负荷Ps旋绕比CC=D/d压并负荷Pb弹簧高径比bb=H0/d工件扭距M1、2、3nN*mm试验扭距Ms二基本计算公式弹簧的强度和变形的基本计算公式1 材料切应力：. 2.弹簧变形量：3.弹簧的刚度： 4.弹簧变形量：5弹簧材料直径： 6.弹簧的中径：D=Cd7.弹簧的有效圈数： 8.曲度系数：9弹簧特性：为了保证指定的负荷，弹簧变形量应在试验负荷下变形量Fs的20%80%之间： 0.2FsF1，2，3n0.8Fs10.在特殊需要保证刚度时，其刚度按试验负荷下变形量Fs的30%70%之间，由两负荷点的负荷差之比来确定：11试验负荷Ps为测定弹簧特性时，弹簧允许承受的最大负荷，其值可按其曲度系数K=1，导出： 式中s为试验切应力，其最大值取表3和表4中的类负荷下的许用切应力值。12压并负荷Pb为弹簧压并时的理论负荷，对应的压并变量为Fb。切变模量G值按弹簧常用材料表查取，当工作温度超过60度时，就对常温下的G值进行修正：Gt=KtG。Kt温度修正系数表料材工作温度，摄氏度60150200250Kt铬钒钢1096095094硅锰钢1099098098不锈钢1095094092青铜109509409213.弹簧中径：14弹簧内径：D1=Dd15.弹簧外径：D2=D+d a当弹簧两端固定时，从自由高度到并紧时，中径增大为： b当弹簧与支承座可以自由回转而摩擦力比较小时，中径增大为： 16弹簧的旋绕比：c=D/d=422,其荐用值根据材料直径在表中选取；d,mm0.20.40.51.01.12.22.56.07.01618C714512510494841617总圈数：n1=n+n2 。 其尾数应为1/4，1/2，3/4或整圈，荐用1/2圈；18弹簧自由高度H，公式见下表：总圈数n1,圈自由高度Ho,mm端部结构型式n+1.5nt+d两端圈磨平n+2nt+1.5dn+2.5nt+2dn+2nt+3d两端圈不磨平n+2.5nt+3.5d19工作高度：H1，2，3n=HoF1,2,3n20试验高度Hs为对应于试验负荷Ps下的高度：Hs=HoFs。21压并高度Hb原则上不规定，当需要规定压并高度时，对端面磨削约3/4圈的弹簧，其最大值为： Hb=n1*dmax。 对端面不磨削的弹簧，其最大值为：Hb=(n1+1.5)dmax。22弹簧节距：t=d+Fn/n+1=（0.280.25）D。1称为余隙，是在最大工作负荷Pn作用下，有效圈相互之间应保留的间隙，一般取为10.1d23节距t自由高度Ho之间的近似关系式见下表：总圈数n1，圈节距t,mm端部结构型式n+1.5(Hod)/n两端圈磨平n+2(Ho1.5d)/nn+2.5(Ho2d)/nn+2(Ho3d)/n两端圈不磨n+2.5(Ho3.5d)/n24间距：=td25螺旋角：26弹簧材料展开长度：材料切变模量G，单位N/mm2,以下是部分材料切变模量：不锈钢丝：71×103 硅青铜线：41×103锡青铜线：40×103 铍青铜线：44×103热轧弹簧钢：78×103 其余：79×103O形密封圈安装用三槽尺寸（静密封） mm断面沟槽内切圆压缩率（dod2）/dox100%S2S1doS1AS2dS310.7851.30.8450.76223.80%0.061.21.1311.61.2800.93721.92%0.1491.51.76722.0001.17221.87%0.233*1.92.8352.63.3801.5231.82219.84%0.5452.453.0011.4351.61724.47%0.166*2.44.5243.25.1201.8752.76121.88%0.5963.14.8051.8162.59024.33%0.281*3.17.5484.28.8202.4604.75320.65%1.272482.43424.42%0.452*3.59.6214.711.0452.7535.95321.34%1.424*4.616.6196183.5159.70423.59%1.381*5.725.5187.628.8804.45215.56721.89%3.362*8.658.08811.566.1256.73735.64721.66%8.037注：打“*”行为机械设计手册中的数据S=d2/4=0.7854d2
