文档介绍：弹簧设计和计算
弹簧按工作特点分为三组
I组：受动负荷（即受力忽伸忽缩，次数很多）的弹簧,而且当弹簧损坏后将引起整个机构发 ：发动机的阀门弹簧、摩擦离合器弹簧、电磁制动器弹簧等。
U组：受静负荷或负荷均匀增加的弹簧， 例如安全阀和减压阀的弹簧，制动器和传动装置 的弹簧等。
川组：不重要的弹簧，例如止回阀弹簧手动装置的弹簧，门弹簧和沙发弹簧等。
按照制造精度分为三级
1级精度：受力变形量偏差为土 5%勺弹簧，例如调速器和仪器等需要准确调整的弹簧。
2级精度：受力变形量偏差为土 10%勺弹簧，例如安全阀、减压阀和止回阀弹簧，内燃机 进气阀和排气阀的弹簧。
3级精度：受力变形量偏差为土 15%勺弹簧，不要求准确调整负荷的弹簧，象起重钩和缓 冲弹簧、刹车或联轴器压紧弹簧等。
九■名词和公式
1。螺旋角：也叫“升角”，计算公式是：
螺旋角的正切tg-盘；式中：t---弹簧的节距;D2---中径
般压缩弹簧的螺旋角a =6~9°左右； 2。金属丝的展开长L=^± ~二。2n+钩环或腿的展开长;
COSG
式中：n1=弹簧的总圈数；n=弹簧的工作圈数。
3。弹簧指数：是弹簧中径D2与金属丝直径d的比，又叫“旋绕比”，用C来代表，即: C =2 ; d
在实用上C>4，太小了钢丝变形很厉害，尤其受动负荷的弹簧，钢丝弯曲太厉害时使用寿命 就短。
但C也不能太大，最大被限制于 C<25。C太大，弹簧本身重量在巨大的直径上不断地颤动 而发生摇摆，同时缠绕以后容易松开，直径难于掌握。一般 C=4~9
弹簧指数C可按下表选取。
表弹簧指数C选择
d（毫米）
~
~1
~
~6
7~16
18~24
C =6
d
7~14
5~12
5~10
4~10
4~8
4~6
4•用弹簧应力计算公式的时候，还要考虑金属丝弯曲的程度对应力的影响， 而加以修正。这
影响强度计算的弯曲程度，叫“曲度系数”，分别用下式表示：
压、拉弹簧曲度系数 k二归1 0615 ;
4C 一4 C
扭转弹簧曲度系数 k^^^1 ;
4C — 4
为了便于计算，根据上面两个公式算出 K和K1值，列成表2：
曲度系数K和K1表
C =空
d
4
5
6
7
8
9
10
12
14
K
0
5
1
8
5
3
1
0
8
7
6
5
4
2
6
K1
:
：
r
1
5
0
9
7
5
4
3
2
1
0
9
9
8
7
6
，主要是受弯曲应力。因此，使用的是弹性模数 E。
钢的E="04 （公斤力/毫米2）； 铜的E="04 （公斤力/毫米2）
6 •计算压缩、拉伸弹簧时，主要是受剪切应力。因此使用的是剪切弹性模数 G
钢的剪切弹性模数 3 8000 （公斤力/毫米2）;
青铜的剪切弹性模数 S4000 （公斤力/毫米2）。 7•工作圈数和支承圈
工作圈的作用是使弹簧沿轴线伸缩， 是实际参加工作的圈数，又叫“有效圈数”，用n来表示。 支承圈的功用，是用来保证压缩压缩弹簧在工作时轴线垂直于支承端面，但并不参加弹簧工
作。因此，压缩弹簧的两端至少各要3/4圈拼紧，并磨平作为支承面。磨薄后的钢丝厚度 约为1/4d，尾部和工作圈贴紧。
重要的压缩弹簧，两端的结束点要在相反的两边，以使受力均匀。所以一般压缩弹簧的总圈
数多带有半圈的，如623圈、10 12圈等。
压缩弹簧的工作圈是从按计算的螺旋角卷制时算起，而拉伸弹簧是从钩的弯曲处开始计算。 压缩弹簧必须有支承圈，扭簧和拉伸簧由于两端有腿或钩环，所以没有支承圈。 选择压缩弹簧工作圈的要点是： 必须考虑到安装地位的限制和稳定性，圈数不要太多，同时也要考虑到受力均匀和能耐冲击
疲劳，因此圈数也不能太少。在一般情况下，压缩弹簧工作圈数选择是：
在不重要的静负荷作用下，n >，经常受负荷或要求受力均匀时 n》4圈，而安全阀弹 簧对受力均匀的要求很严格，所以 n》6圈。至于受动负荷如排气阀弹簧，也要求 n》6
圈。
n》7圈的弹簧，两头的支承圈数要适当加多，但每边不超过 1 14圈。因此，总圈数为：
n