弹簧

maste2002

请问一下弹簧力应该怎么计算，与压缩量之间是什么关系？
+ w/ O' p7 i2 r% p顺便扩展一下，弹簧应该怎么设计？

che-zp

查看圆柱螺旋弹簧设计计算国家标准http://www.3dportal.cn/discuz/vi ... hlight=%B5%AF%BB%C9

gaoyns

给楼主传一个非常好用的弹簧设计计算软件，供你设计计算用。
; |: }9 a: O6 _8 P
1 x2 @2 m3 R. h: T( ~) C[ 本帖最后由 gaoyns 于 2007-9-21 09:00 编辑 ]

myfunction

楼上的软件，只有公式，不能计算。
能否告知，怎么用呀？

enil

有公式了就可以设计了!
  @7 C  c9 O; L
: p# L- {5 g5 w各种关系很清楚了..就可以先确定几个已经量,再按公式算出未知量!
看是否符合实际要求!

asdolmlm

给楼主参考下

       弹簧设计的任务是要确定弹簧丝直径d、工作圈数n以及其它几何尺寸，使得能满足强度约束、刚度约束及稳定性约束条件，进一步地还要求相应的设计指标(如体积、重量、振动稳定性等)达到最好。
0 \- j7 ~) `/ h' H5 F4 Q　　具体设计步骤为：先根据工作条件、要求等，试选弹簧材料、弹簧指数C。由于sb与d有关，所以往往还要事先假定弹簧丝的直径d，接下来计算d、n的值及相应的其它几何尺寸，如果所得结果与设计条件不符合，以上过程要重复进行。直到求得满足所有约束条件的解即为本问题的一个可行方案。实际问题中，可行方案是不唯一的，往往需要从多个可行方案中求得较优解。

　　例 设计一圆柱形螺旋压缩弹簧，簧丝剖面为圆形。已知最小载荷Fmin=200N，最大载荷Fmax=500N，工作行程h=10mm，弹簧Ⅱ类工作，要求弹簧外径不超过28mm，端部并紧磨平。
( ~' {4 q$ ]4 E( Y　　解：
2 K8 J1 A' T1 K" f0 `- A- H8 a! Q& z　　试算(一)：
　　(1)选择弹簧材料和许用应力。 选用C级碳素弹簧钢丝。
　　根据外径要求，初选C=7，由C=D2/d=(D-d)/d　得d=3.5mm，
7 c% m! `1 x6 Y3 b/ T0 i: |2 L　　由表12-4查得sb=1570MPa，由表12-3知：[t]=0.41sb=644MPa。
. y$ X( U4 _8 ^) D/ P/ }( ^; M' Q　　(2) 计算弹簧丝直径d
　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/K=.gif　　得　K=1.21
( A1 f. _1 d8 {8 m- ~( C9 Q　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/d=.gif　　　得d≥4.1mm
- N0 [! v# U1 Y　　由此可知，d=3.5mm的初算值不满足强度约束条件，应重新计算。

　　试算(二)：
　　(1) 选择弹簧材料同上。为取得较大的d值，选C=5.3。
* O& R/ N+ R+ m" y8 U6 w　　仍由C=(D-d)/d，得d=4.4mm。
　　查表12-4得sb=1520MPa，由表12-3知[t]=0.41sb=623MPa。
　　(2) 计算弹簧丝直径d
　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/K=.gif　　得K=1.29
- N2 n4 q6 ]3 z9 \3 i　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/d=.gif　　　得d≥3.7mm。
* y/ [0 t7 A4 {: t# ^6 A4 O　　可知：d=4.4mm满足强度约束条件。
　　(3) 计算有效工作圈数n
　　由图12-4确定变形量 λmax： λmax=16.7mm。
# r0 D% X+ A. u　　查表12-3，G=79000N/http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/mm2.gif，
　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/n=.gif　　得n=9.75
: W1 M7 r3 h3 W( s$ V  T; \. X+ l　　取n=10，考虑两端各并紧一圈， 则总圈数n1=n+2=12。至此，得到了一个满足强度与刚度约束条件的可行方案，但考虑进一步减少弹簧外形尺寸与重量，再次进行试算。

　　试算(三)：
$ s; J6 ^0 U5 ?　　(1)仍选以上弹簧材料，取C=6，求得K=1.253，d=4mm
　　　 查表12-4，得sb=1520MPa，[t]=0.41sb=623MPa。
: X0 m- b8 M+ _* s  F　　(2) 计算弹簧丝直径。得d≥3.91mm。知d=4mm满足强度条件。
　　(3)计算有效工作圈数n。由试算(二)知，λmax=16.7mm，G=79000N/http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/mm2.gif，
# z$ {1 X0 f0 Z% s1 X( _7 w, X& N　　　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/n=.gif　得n=6.11
　　　　取n=6.5圈，仍参考两端各并紧一圈，n1=n+2=8.5。
　　这一计算结果即满足强度与刚度约束条件，从外形尺寸和重量来看，又是一个较优的解，可将这个解初步确定下来，以下再计算其它尺寸并作稳定性校核。
+ y5 J" y! T# o1 |" ]　　(4) 确定变形量 λmax、λmin、λlim和实际最小载荷Fmin
# V. e' M7 I* j. p& j" A0 l9 A　　　　弹簧的极限载荷为：　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/Flim=.gif
　　因为工作圈数由6.11改为6.5，故弹簧的变形量和最小载荷也相应有所变化。
　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/x-27=.gif　　得：
4 C. a0 Z6 G! o% h5 l　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/x-27lim=.gif
　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/x-27max=.gif
4 G5 ~4 q# d$ Y' g, `　　　　　　　　　λmin=λmax－h=(17.77-10)mm=7.77mm
# X; A. ^) s# ~4 _　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/Fmin=.gif
　　(5) 求弹簧的节距p、自由高度H0、螺旋升角γ和簧丝展开长度L
　　在Fmax作用下相邻两圈的间距δ≥0.1d=0.4mm，取δ=0.5mm，则无载荷作用下弹簧的节距为
' W- x: T3 [3 O1 s　　　　　　p=d+λmax/n+δ1 =(4+17.77/6.5+0.5)mm=7.23mm
　　p基本符合在(1/2～1/3)D2的规定范围。
$ S* p+ O, F6 d1 y9 ]　　端面并紧磨平的弹簧自由高度为
　　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/H0=.gif
　　取标准值H0=52mm。
% d5 m6 {! G# z4 x2 Z5 t　　无载荷作用下弹簧的螺旋升角为
, ?2 S0 A  y# B4 O  h. K( t　　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/r-27=.gif
　　基本满足γ=5°～9°的范围。
　　弹簧簧丝的展开长度
, S( d' M& n; _/ G+ _) M- @　　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/L=.gif
　　(6) 稳定性计算
　　　　　　b=H0/D2=52/24=2.17
　　采用两端固定支座，b=2.17<5.3，故不会失稳。
( j) K% q/ T, g' }' X2 G1 z　　(7) 绘制弹簧特性线和零件工作图。