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？
. u, x: K+ ^/ n- u/ S9 v* ]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。
6 n, Y  a) T% f. z$ m7 V# |- R: |
[ 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。
2 w  _( @: V. m4 R  Q# U能否告知，怎么用呀？
# Y7 _  c* ]3 ?. s8 n

enil

有公式了就可以设计了!
4 X) ?% R  R/ J$ |) |5 x( [0 t  [8 d
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!
5 ^* \  Q# Z: j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。
( M7 S4 B/ X/ D' j1 H( _# R　　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。
　　解：
　　试算(一)：
% ~, p6 ^- W- z, C* c' m　　(1)选择弹簧材料和许用应力。 选用C级碳素弹簧钢丝。
  z9 c4 [# ?; M　　根据外径要求，初选C=7，由C=D2/d=(D-d)/d　得d=3.5mm，
　　由表12-4查得sb=1570MPa，由表12-3知：[t]=0.41sb=644MPa。
# v9 q! B/ I  F9 [" ^! k　　(2) 计算弹簧丝直径d
4 L, A  u' m) j' s　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/K=.gif　　得　K=1.21
/ f" T& ?' N, t3 E　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/d=.gif　　　得d≥4.1mm
8 g( t* q7 U$ c* L' o　　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。
　　仍由C=(D-d)/d，得d=4.4mm。
% T# _! n0 C! c' v. j- ~, Y　　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
　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/d=.gif　　　得d≥3.7mm。
2 H, `6 {. d  m0 D　　可知：d=4.4mm满足强度约束条件。
　　(3) 计算有效工作圈数n
8 G3 f6 _' q/ L6 D2 g2 h　　由图12-4确定变形量 λmax： λmax=16.7mm。
! t  y" _9 k# O' `　　查表12-3，G=79000N/http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/mm2.gif，
9 s( P. h- k" E4 u' e　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/n=.gif　　得n=9.75
　　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)：
5 V; F& P9 v, M6 e$ I7 n6 K) m　　(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。
　　(2) 计算弹簧丝直径。得d≥3.91mm。知d=4mm满足强度条件。
/ n1 d) \: ~1 v　　(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，
1 R) s' J8 Z! Z! J$ U& [　　　　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。
7 n2 T7 _4 j) X7 a" }' v( a( {　　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。
0 e& C* ^' g2 t% _% C　　(4) 确定变形量 λmax、λmin、λlim和实际最小载荷Fmin
3 `3 L4 b- a- q# b' w" U6 T$ `　　　　弹簧的极限载荷为：　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/Flim=.gif
1 J, Q3 G4 K; {4 a; ?) U+ u/ e　　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。
8 J, ?$ ~" F4 B/ j8 R1 k　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/x-27=.gif　　得：
　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/x-27lim=.gif
　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/x-27max=.gif
6 j3 X- Z6 I( }　　　　　　　　　λmin=λmax－h=(17.77-10)mm=7.77mm
　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/Fmin=.gif
$ p: K9 Y2 X' E5 p. X) _  @* x　　(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
! O6 Y. z! [9 F$ V( F& m* ~7 i　　　　　　p=d+λmax/n+δ1 =(4+17.77/6.5+0.5)mm=7.23mm
: \5 L2 o4 i; E　　p基本符合在(1/2～1/3)D2的规定范围。
　　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。
6 I" \" C2 f+ \* e2 t+ D- |　　无载荷作用下弹簧的螺旋升角为
　　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/r-27=.gif
8 _% ^: l* Q! h4 j: e, L　　基本满足γ=5°～9°的范围。
　　弹簧簧丝的展开长度
/ w0 m( w% U3 K# T. \0 M　　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/L=.gif
　　(6) 稳定性计算
　　　　　　b=H0/D2=52/24=2.17
" a1 ^, d% ]. j6 n( k$ ?  V, u$ `! a　　采用两端固定支座，b=2.17<5.3，故不会失稳。
+ z2 O7 B1 ?2 i+ d. ^4 E3 [- F　　(7) 绘制弹簧特性线和零件工作图。