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？
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。
4 w/ l6 v% E; o3 S
' W  b  y, p, I7 ~[ 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!

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。
　　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。
, m/ b( k  ]; e& j　　解：
+ C+ E0 r( b% ~　　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。
) y4 {3 a$ h- P1 Q- Z5 B　　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。
　　(2) 计算弹簧丝直径d
( H  _: `9 l% z6 N3 x　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/K=.gif　　得　K=1.21
% F7 \" M& S2 B4 n　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/d=.gif　　　得d≥4.1mm
0 x$ W2 e/ W4 i; Y& o% j　　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)：
) _2 K7 z: h  \, m! t　　(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。
　　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
& w6 K6 c7 m9 w+ ?! O. @　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/d=.gif　　　得d≥3.7mm。
　　可知：d=4.4mm满足强度约束条件。
, |7 V+ ?' ]9 N4 H" `9 j. U　　(3) 计算有效工作圈数n
  a! ]' Y. Q9 t5 a, i, |. ]: C' e　　由图12-4确定变形量 λmax： λmax=16.7mm。
: K2 P2 t' a5 Q, m% e0 _3 |2 [　　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
　　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)：
　　(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。
　　(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，
　　　　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。
　　(4) 确定变形量 λmax、λmin、λlim和实际最小载荷Fmin
- V' s* N+ Q$ }. u# s6 u. Z　　　　弹簧的极限载荷为：　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/Flim=.gif
7 k5 N$ j: d, H$ F　　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：
) ]- x0 l8 Y0 Y' a" p, U　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/x-27lim=.gif
6 ]6 z% r5 v8 R" h* f4 m9 m( G　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/x-27max=.gif
　　　　　　　　　λmin=λmax－h=(17.77-10)mm=7.77mm
3 t" }. ?( P! [( I　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/Fmin=.gif
" p: s( j3 L9 e5 Z3 i　　(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
4 j7 u6 C* @7 t8 w6 ~* o　　　　　　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。
- T$ x$ J  Y4 u" u  p( T# i　　端面并紧磨平的弹簧自由高度为
　　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/H0=.gif
# R$ c$ s) L/ G. T, O　　取标准值H0=52mm。
　　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
　　基本满足γ=5°～9°的范围。
; R' e$ E" h* K9 x　　弹簧簧丝的展开长度
　　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/L=.gif
& ^: A) b5 l! @  j. C( q- Y+ W　　(6) 稳定性计算
" f- G, x9 v0 n- b　　　　　　b=H0/D2=52/24=2.17
  Q8 c$ J1 O2 C  Z+ @　　采用两端固定支座，b=2.17<5.3，故不会失稳。
: w0 ?+ Z( {, G; K9 T　　(7) 绘制弹簧特性线和零件工作图。