圆柱螺旋压缩弹簧计算表

由于螺旋弹簧计算起来比较麻烦，有条件的可以采用计算机将有关计算公式编制成各种程序进行设计计算。另外，为了能快速简捷地确定弹簧的尺寸和参数，特编制了本计算表。设计者可根据弹簧的工作条件，直接从表中查出与设计相接近的弹簧。本表包括了弹簧材料直径≤13mm时，用碳素弹簧钢丝C级；材料直径＞13mm时，用60Si2Mn冷卷制成的Ⅲ类载荷压缩弹簧的主要参数和尺寸。既适用于受变载荷10³次以下，也适用于受变载荷在10³~10⁵次或冲击载荷的圆柱螺旋压缩弹簧。对于拉伸弹簧，其P_j和f_j值为表中值的80%，材料直径≤13mm

当材料的抗拉强度σ_b不同于表2的σ'_b值时，要对工作极限载荷P_j及工作极限载荷下的单圈变形f_j进行修正，其修正系数见表2

表中的工作极限载荷P_j和工作极限载荷下的单圈变形f_j以及单圈刚度P'_d等的公式见表1

如果已知最大工作载荷P_n，用下式求出不同载荷类别的计算载荷P_j

P_j＝K₁P_n

式中 K₁——载荷类别系数

由于表圆柱螺旋压缩弹簧计算表中给出的弹簧尺寸及参数尚未完全考虑Ⅰ类载荷弹簧的性能，因此计算Ⅰ类弹簧除查用本计算表外，尚需进行有关的验算

表1　　　　　　　　　　　　　　　　　P_j、f_j，P'_d、τ_p、τ_j及G的计算公式

适用范围

工作极

限载荷

P_j/N

工作极限载荷

下单圈变形

f_j/mm

单圈弹

簧刚度

P'_d/N·mm^-1

许用切应力τ_p /MPa

工作极限应力τ_j /MPa

切变模量

G/N·mm^-2

压簧

拉簧

压簧

拉簧

变载荷作用次数＜10³

0.5σ_b

0.4σ_b

τ_j≤1.12τ_p取τ_j＝τ_p

79000

0.5σ_b

0.4σ_b

表2　　　　　　　　　　　　　材料的抗拉强度σ_b不同于σ'_b时，P_j和f_j的修正系数

材料直径d/mm

0.5

0.6

0.7

0.8~0.9

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

σ'_b/MPa

2200

2100

2060

2010

1960

1910

1860

1810

1760

1710

P_j的修正系数

f_j的修正系数

材料直径d/mm

2.5

3

3.5

4~4.5

5

6

8

10

12

14~45

σ'_b/MPa

1660

1570

1570

1520

1470

1420

1370

1320

1270

1480

P_j的修正系数

f_j的修正系数

注：表中的σ_b及G分别为被采用材料的抗拉强度和切变模量。