濟(jì)南彈簧圓柱彈簧的設計計算
來源：濟南彈(dàn)簧廠 作者:admin 發布時間：2018-06-21 11:18:17 點擊(jī)量：613
(一)幾何參數計算
普通圓柱(zhù)螺(luó)旋彈簧的主要幾何尺寸有(yǒu)：外徑D、中徑D2、内徑D1、節距p、螺旋升(shēng)角(jiǎo)α及彈 簧絲直徑d。由下圖圓(yuán)柱螺旋彈簧的幾何(hé)尺寸(cùn)參數圖可(kě)知，它們的(de)關系為：
式中彈簧的(de)螺旋升角(jiǎo)α，對圓柱螺旋壓縮彈簧一般應在5°～9°範(fàn)圍内選取。彈簧的旋(xuán)向(xiàng)可以是右旋或左旋，但無特殊要求時，一般(bān)都用右旋(xuán)。
圓柱螺旋彈簧(huáng)的幾何尺寸參數
普通圓(yuán)柱螺旋壓(yā)縮及拉伸彈簧的(de)結構尺寸計算公式見表(普通圓柱螺旋壓縮及拉伸(shēn)彈簧的結構尺寸（mm）計(jì)算公式)。
普通圓柱螺旋壓縮及拉伸彈簧的結構尺寸（mm）計(jì)算公式
| 參數名稱及代号 | 計算(suàn)公式 | 備注 |
| 壓縮彈簧 | 拉伸彈簧 |
| 中 徑D2 | D2=Cd | 按普通圓柱螺旋彈簧尺寸系列表(biǎo)取标準值 |
| 内 徑D1 | D1=D2-d | |
| 外 徑D | D=D2+d | |
| 旋繞比C | C=D2/d | |
| 壓縮彈簧長細比(bǐ)b | b=H0/D2 | | b在1～5.3的範圍内選取(qǔ) |
| 自由高(gāo)度或長度(dù)H0 | H0≈pn+(1.5～2)d
（兩端并緊，磨平(píng)）
H0≈pn+(3～3.5)d
（兩端并緊，不磨平） | H0=nd+鈎環軸向長(zhǎng)度 | |
工作高度或長度
H1,H2,…,Hn | Hn=H0-λn | Hn=H0+λn | λn--工作變(biàn)形量 |
| 有效圈數n | 根(gēn)據要求變(biàn)形量(liàng)按式（16-11）計算 | n≥2 |
| 總圈數n1 | n1=n+(2～2.5)（冷卷）
n1=n+(1.5～2) （YII型熱卷） | n1=n | 拉伸彈簧n1尾數為1/4,1/2,3/4整(zhěng)圈(quān)。推薦用1/2圈 |
| 節 距p | p=(0.28～0.5)D2 | p=d | |
| 軸向間距δ | δ=p-d | | |
| 展開長度L | L=πD2n1/cosα | L≈πD2n+鈎(gōu)環展(zhǎn)開長度 | |
| 螺旋角α | α=arctg(p/πD2) | 對壓縮螺旋彈簧，推(tuī)薦 α=5°～9° |
((二)特(tè)性曲線
彈簧應具有經久不變的彈性，且不允許産(chǎn)生永久變形。因此在設(shè)計彈簧(huáng)時，務必使其工(gōng)作應力在彈性極限範圍内(nèi)。在這個範(fàn)圍内工作的壓縮彈 簧，當承受軸向(xiàng)載荷P時，彈簧将産(chǎn)生(shēng)相應(yīng)的彈性變 形，如右圖a所示。為了表示彈簧的載荷與變形的關系，取縱坐标表示彈簧承受的載荷，橫坐(zuò)标表(biǎo)示彈簧的(de)變形，通常載(zǎi)荷和變形成直線關系(xì)(右圖b)。 這種表示載(zǎi)荷與變形的(de)關系的曲線稱為彈簧(huáng)的(de)特性曲線。對拉伸彈簧，如圖<圓柱螺旋(xuán)拉伸彈簧的(de)特性曲線> 所示(shì)，圖(tú)b為無預應力的拉伸彈簧的(de)特性曲線；圖c為有預應力(lì)的拉(lā)伸彈簧的特(tè)性曲線(xiàn)。
右圖a中的H0是壓縮彈簧在沒有承受外(wài)力時的自(zì)由長度。彈簧在安裝(zhuāng)時，通常預加(jiā)一個壓力 Fmin，使它可靠地穩定在安裝位(wèi)置上。Fmin稱為(wéi)彈簧的(de)最小載荷(安裝載荷)。在它的作用下，彈(dàn)簧的長度 被壓(yā)縮到H1其壓縮變形量為λmin。Fmax為彈簧承受的最大工作載荷。在Fmax作用(yòng)下，彈簧長度減(jiǎn)到H2， 其壓縮變形(xíng)量增到λmax。λmax與λmin的差即為彈簧的 工(gōng)作行程h,h=λmax-λmin。 Flim為彈簧(huáng)的極限載荷。在該力的作用下(xià)，彈簧絲内的應力達到了材(cái)料的彈(dàn)性極限。與(yǔ)Flim對(duì)應的彈簧長度為H3，壓縮變形量為λlim。
圓柱螺旋壓縮彈簧的特性曲線(xiàn)
等節距的圓柱螺旋壓(yā)縮彈簧的(de)特性(xìng)曲線為一直線，亦即
壓縮彈簧的最小工作載荷通常取為 Fmin=(0.1～0.5)Fmax；但對有(yǒu)預應(yīng)力的拉伸彈簧(huáng)(圖<圓柱螺旋拉伸彈簧的特性曲線(xiàn)>)， Fmin>F0，F0為使(shǐ)隻有預應力的拉伸彈簧開始變形時所(suǒ)需的初拉(lā)力。彈簧的最大工(gōng)作(zuò)載荷Fmax，由彈簧在(zài)機構中的工作條件決定。但不應到達它的極限載荷，通常應保持Fmax≤0.8Flim。
濟南彈簧廠的特性曲線應繪在彈簧(huáng)工作(zuò)圖中，作為檢驗和試驗時的依據之(zhī)一。此外，在(zài)設計彈簧時，利用特性曲線分析受載與(yǔ)變形的關系也(yě)較方便。
圓柱螺(luó)旋拉伸(shēn)彈簧的特性曲線(xiàn)
