常用的弹簧种类有3种:压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧,下面我们就以这3种弹簧的计算为列,给大家讲一下弹簧的计算公式及涉及到的各个参数。
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);
弹簧常数计算公式(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=1.0mm , 外径=8mm , 总圈数=6圈 ,材质=不锈钢304
K=(G×d4)/(8×Dm3×Nc)
=(7300×1⁴)/(8×63×4)=1.056kgf/mm
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)
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
我们也可以通过在线的弹簧计算器,来更加编辑的帮我们计算弹簧的设计参数,大家可以直接点击进入对应的弹簧计算器:压缩弹簧计算器、拉伸弹簧计算器、扭转弹簧计算器