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。
. h, s$ o* L2 a* L7 j4 N" h
[ 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？
* @6 b+ y& N5 ^+ ^- S

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。
+ v$ H8 X6 \6 {. e　　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。
% X6 \' m0 \: X　　解：
0 X) Y, w+ i3 c　　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，
+ @; y; \% m9 m. F# ?1 ]　　由表12-4查得sb=1570MPa，由表12-3知：[t]=0.41sb=644MPa。
$ Q9 V  ~% b4 t7 M  T, L$ k3 l6 O" i　　(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
' l, o3 u( H1 H" t! l　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/d=.gif　　　得d≥4.1mm
　　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。
　　查表12-4得sb=1520MPa，由表12-3知[t]=0.41sb=623MPa。
, h8 ^2 z% O! n0 ], j/ w' R　　(2) 计算弹簧丝直径d
1 c- \0 }/ [) e+ w4 [　　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。
  I: ^7 P; o- X' N　　可知：d=4.4mm满足强度约束条件。
  ?& P$ }( k) I& n5 }; @0 w　　(3) 计算有效工作圈数n
　　由图12-4确定变形量 λmax： λmax=16.7mm。
　　查表12-3，G=79000N/http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/mm2.gif，
( v5 A$ C" k* c2 E　　由式　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/n=.gif　　得n=9.75
& Z& q* i" ?5 Y( O0 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)：
　　(1)仍选以上弹簧材料，取C=6，求得K=1.253，d=4mm
  w6 G* r" g! V6 G2 D1 d　　　 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，
  d6 Y7 `$ S8 }" Z/ o6 h　　　　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
* H  S' N3 s; y1 i. H6 b　　　　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：
; {, m; J' w. n4 o5 Y8 j$ M: E8 T　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/x-27lim=.gif
! n+ T8 d) d# c2 F4 V　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/x-27max=.gif
  u) U. o; t' u# l( ]　　　　　　　　　λmin=λmax－h=(17.77-10)mm=7.77mm
4 V4 L$ S$ O. P! o# x　　　　　　　　　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
0 `2 _, Q$ J$ i8 H( b* S$ A　　　　　　p=d+λmax/n+δ1 =(4+17.77/6.5+0.5)mm=7.23mm
3 V# t" R: h- o* s4 T! c# 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
% n0 M% N- a% F( [5 q　　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/H0=.gif
3 D- |( G5 }. m6 P' ?. R" c　　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。
9 R/ I- D# R2 x　　弹簧簧丝的展开长度
1 r2 H$ r/ k, x7 H　　　　　　　　　　http://www.china-reducers.com/MDCourse/Chapter12/equation/L=.gif
　　(6) 稳定性计算
8 y/ P  r( f+ U1 f' ]( j. \　　　　　　b=H0/D2=52/24=2.17
/ i: `. Z( b) `- m' @& I7 |/ _, j　　采用两端固定支座，b=2.17<5.3，故不会失稳。
　　(7) 绘制弹簧特性线和零件工作图。