弹簧选型和计算方法介绍 当前位置: 网站首页 > 新闻资讯 > 技术文章

弹簧的选型和计算是一个涉及多个因素的过程,这些因素包括弹簧的刚度、维度、应力和寿命等。首先,弹簧的刚度是弹簧在受力时抵抗变形的能力,其计算需要考虑弹簧的材质、几何形状和缠绕方式等因素。其次,弹簧的维度计算涉及到弹簧的公差、线径、螺旋线圈数、弹簧长度和弹簧直径等参数,这些参数的选择需要根据工作条件和受力情况进行合理的匹配。此外,弹簧在承受应力时需要考虑应力和寿命计算,确保弹簧在工作过程中安全可靠,并且能够预测其使用寿命。在选型过程中,需要根据工作条件计算出所需的弹簧参数,如弹簧刚度系数和自由长度,并根据选型公式选择合适的弹簧材料、线径、圈数等参数。最后,正确的弹簧安装方式和使用环境也是保证弹簧正常工作的关键因素,需要注意避免弹簧在工作中受到不良影响。
一、压力弹簧
压力弹簧的设计数据,除弹簧尺寸外,更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷;弹簧常数:以k表示,当弹簧被压缩时,每增加1mm距离的负荷(kgf/mm);弹簧常数公式(单位:kgf/mm):
K=(G×d4)/(8×Dm3×Nc)
G=线材的钢性模数:琴钢丝G=8000 ;不锈钢丝G=7300;磷青铜线G=4500 ;黄铜线G=3500
d=线径
Do=OD=外径
Di=ID=内径
Dm=MD=中径=Do-d
N=总圈数
Nc=有效圈数=N-2
弹簧常数计算范例:线径=2.0mm , 外径=22mm , 总圈数=5.5圈 ,钢丝材质=琴钢丝
K=(G×d4)/(8×Dm3×Nc)=(8000×24)/(8×203×3.5)=0.571kgf/mm
二、拉力弹簧
拉力弹簧的 k值与压力弹簧的计算公式相同。拉力弹簧的初张力:初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力,初张力在弹簧卷制成形后发生。拉力弹簧在制作时,因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同,使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。所以安装各规格的拉力弹簧时,应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。初张力=P-(k×F1)=最大负荷-(弹簧常数×拉伸长度)
三、扭力弹簧
弹簧常数:以 k 表示,当弹簧被扭转时,每增加1°扭转角的负荷(kgf/mm).弹簧常数公式(单位:kgf/mm): K=(E×d4)/(1167×Dm×p×N×R)
E=线材之钢性模数:琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200,黄铜线E=11200
d=线径
Do=OD=外径
Di=ID=内径
Dm=MD=中径=Do-d
N=总圈数
R=负荷作用的力臂
p=3.1416


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