圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算

一、弹簧的功用与类型

1、弹簧的功用

(1)控制机构的位置和运动;(2)缓冲及吸振;(3)储存能量;(4)测量力和力矩

2、弹簧的类型

性质不同，压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧。外形又可分为螺旋弹簧、碟形簧、环形簧、盘弹簧和板簧三、圆柱螺旋弹簧的材料及许用应力

二、弹簧的材料和制造

1、弹簧的材料和许用应力

要求弹簧材料应具有高的弹性极限和疲劳极限，足够的韧性和塑性，良好的热处理性能。

常用的弹簧材料有：碳素弹簧钢(如60、75、65Mn等)、硅锰弹簧钢(如60Si2MnA)、铬钒弹簧刚(如50Cr-VA)、不锈钢(如1Cr18Ni9)及青铜(如QBe2)等。

弹簧材料的许用应力与弹簧的受载循环次数有关。

二、弹簧的制造

弹簧的卷制方法有冷卷法和热卷法

§16—2 圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算

一、弹簧特性线

预紧力F1称为弹簧的最小载荷。Fmax为弹簧所承受的最大工作载荷，此时，弹簧高度压缩到H2，相应变形为λmax，该时刻弹簧各圈之间仍应保留δ1的间隙，欲称余隙。F3为弹簧的极限载荷。

λmax与λ1之差或H2与H1之差，称为弹簧的工作行程λ0

二、基本参数及其选择

圆柱螺旋弹簧的主要参数有：弹簧丝直径d、弹簧圈外径D、内径D1、中径D2、弹簧节距p和螺旋升角α。

弹簧指数C(又称旋绕比)

三、圆柱螺旋拉压弹簧的强度计算

1、弹簧受力

2、弹簧应力

曲度系数K

四、弹簧的刚度计算

1、弹簧的变形

mm

2、弹簧刚度和圈数

3、弹簧的稳定性验算

压缩弹簧的自由高度H0与中径D2之比称为长细比，以b表示。

当弹簧两端固定时，b<5.3;当弹簧一端固定，一端可转时，b<3.7;当弹簧两端都可转动时，b<2.6。

临界稳定载荷

Fc=CBkH0 N

Fc——临界稳定载荷，

CB——不稳定系数

k——弹簧刚度

为保证弹簧的稳定性必须满足

Fc≥(2~2.5)Fmax

rad 扭转刚度

N·mm/rad

工作圈数