弹簧弹力计算A

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1、弹簧弹力计算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（劲度系数）（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=3500d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=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

2、丝K=(G×ｄ４)／（８×Ｄｍ３×Ｎｃ）＝（８０００×２４）／（８×２０３×３．５）＝０．５７１ｋｇｆ／ｍｍ  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） 扭力弹簧 弹簧常数：

3、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=11200d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数R=负荷作用的力臂p=3.1416 弹簧的工作载荷Fx应该在0.2Fs≤Fx≤0.8Fs（Fs为试验载荷：测定弹簧特性是应加的最大载荷）弹簧钢丝和弹性合金丝(上)东北特殊钢集团大连钢丝制品公司 徐效谦弹性

4、材料是机械和仪表制造业广泛采用的制作各种零件和元件的基础材料，它在各类机械和仪表中的主要作用有：通过变形来吸收振动和冲击能量，缓和机械或零部件的震动和冲击；利用自身形变时所储存的能量来控制机械或零部件的运动；实现介质隔离、密封、软轴连接等功能。还可以利用弹性材料的弹性、耐蚀性、导磁、导电性等物理特性，制成仪器、仪表元件，将压力、张力、温度等物理量转换成位移量，以便对这些物理量进行测量或控制。1 弹性材料的分类1.1 按化学成分分类弹性材料可分为：碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢、铁基弹性合金、镍基弹性合金、钴基弹性合金等。1.2 按使用

5、特性分类根据弹性材料使用特性，可作如下分类：1.2.1 通用弹簧钢(1)形变强化弹簧钢：碳素弹簧钢丝。(2)马氏体强化弹簧钢：油淬火回火钢丝。(3)综合强化弹簧钢：沉淀硬化不锈钢丝1.2.2 弹性合金  (1)耐蚀高弹性合金  (2)高温高弹性合金  (3)恒弹性合金 (4)具有特殊机械性能、物理性能的弹性合金2 弹簧钢和弹性合金的主要性能指标2.1 弹性模量钢丝在拉力作用下产生变形，当拉力不超过一定值时，变形大小与外力成正比，通常称为虎克定律。公式如下：       ε=σ/E式中  ε— 应变（变形大小）σ— 应力（外力大小）E — 

6、拉伸弹性模量拉伸弹性模量(又称为杨氏弹性模量或弹性模量)是衡量金属材料产生弹性变形难易程度的指标，不同牌号弹性模量各不相同，同一牌号的弹性模量基本是一个常数。工程上除表示金属抵抗拉力变形能力的弹性模量外（E），还经常用到表示金属抵抗切应力变形能力的切变弹性模量（G）。拉伸弹性模量与切变弹性模量之间有一固定关系：G =，μ称为泊桑比，同一牌号的泊桑比是一定数，弹性材料的μ值一般在1/3～1/4之间。E和G是弹簧设计时两个重要技术参数（拉压螺旋弹簧的轴向载荷力P=，扭转螺旋弹簧的刚度P=）。冷拉碳素弹簧钢丝和合金弹簧钢丝的E和G值如表1。表1

7、 弹簧钢的E和G值材  料  名  称E (Mpa)G (Mpa)冷拉碳素弹簧（65Mn,70）196500～19860078600～80670冷拉碳素弹簧（T8MnA,T9A）193000～20340080000～8270050CrV1965007720055CrSi2034007720060Si2MnA2000007410060Si2CrVA20580030W4Cr2V2058001Cr13Ni2 (414)200000772003Cr13 (420)200000772001Cr17Ni2(431)206000773001Cr18Ni

8、9(302)193000689500Cr17Ni7Al203400758402.2 弹性极限和屈服极限钢丝在弹性范围内承受外力产生一定变形，外力消除钢丝恢复原状，钢丝不产生永久残余变形所能承受