压缩弹簧设计计算

程序根据用户输入的已知工况条件,设计满足使用条件的圆柱螺旋压缩弹簧。软件使用的设计方法、各种参数的计算方法以及材料性能均按照国家标准进行,界面清晰、使用方便。

参考资料

参考国家标准...

查询资料:  压缩弹簧设计计算说明   西北工大机械设计第八版第十六章 弹簧

工具介绍及使用说明

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压缩弹簧设计计算

弹簧设计要求

安装载荷F1' N 安装高度H1 mm
工作载荷F2' N 工作行程h mm
弹簧刚度k' N/mm
载荷作用次数 载荷类型

弹簧设计要求:
1 设计参数有:安装载荷F1'、安装高度H1'、工作载荷F2'、工作行程h,参数输入后,程序算出设计要求的刚度k'。参数输入时,工作载荷应大于安装载荷。
2 当用户输入载荷作用次数后,程序自动给出载荷类型。
圆柱螺旋弹簧的载荷类型分为三类:
Ⅰ类--载荷作用次数>1×106;
Ⅱ类--作用次数在1×103~1×106之间;
Ⅲ类--作用次数<1×103

选择弹簧钢丝材料

材料名称
载荷作用次数 载荷类型
切变模量G Mpa 推荐硬度范围 HRC
弹性模量E Mpa 推荐温度范围
平均抗拉强度 Mpa 平均许用切应力 Mpa

选择材料:
1 用户从材料列表中选定弹簧材料后,程序将从材料数据库中提取相应的材料数据,并计算出平均抗拉强度和平均许用切应力,这两个平均值将被用于初算弹簧钢丝直径。 当弹簧钢丝确定后,抗拉强度和许用应力将改用与钢丝直径相应的实际值。

选择端部型式

冷卷压缩弹簧(Y) 热卷压缩弹簧(RY)
端部形式 SType
压并圈数取值范围
压并圈数取值 n2

端部型式:
1 压缩弹簧分冷卷压缩弹簧和热卷压缩弹簧,且有多种端部型式。不同的端部型式有不同的并紧圈,用户可在并紧圈取值范围内确定并紧圈数n2。

设计压缩弹簧

压缩弹簧 M
按输入参数初算钢丝直径d
钢丝直径系列 d 工作载荷 F N
平均许用切应力 τ Mpa 旋绕比 C
曲度系数 K 钢丝直径计算值 d' mm
按旋绕比初算弹簧中径
弹簧中径 D
按d、D初算弹簧有效圈数
计算有效圈数 n' 有效圈数系列 n
弹簧刚度(N/mm)
要求 实际
相对误差 %

设计弹簧:
1 设计弹簧主要是确定弹簧的基本参数:钢丝直径、弹簧中径和有效圈数。当用户确定了这三个值后,程序将给出对应的实际刚度值,并与要求刚度要求值进行比较,算出刚度相对误差。
2 初算钢丝直径:计算时,用户可调整不同的旋绕比C,计算出满足要求的钢丝直径。计算出的钢丝直径自动圆整到钢丝系列值。不同材料的钢丝有不同的系列值。
3 旋绕比,钢丝直径确定后,弹簧中径自动计算得到。弹簧中径有系列值,但用户也可以直接输入系列值外的数值。
4 当钢丝直径、弹簧中径确定后,若弹簧刚度相对误差太大时,用户可通过调整钢丝直径d和中径D重新计算。弹簧有效圈也有一个系列值,计算出的有效圈数程序将自动圆整到系列值,但用户还可以直接输入。
5 压缩弹簧的有效圈数不宜过小,用户可通过调整钢丝直径和中径,使弹簧有效圈数取一个合适的值。

校核压缩弹簧

变形量
安装变形量f1 mm 工作变形量f2 mm 试验变形量fs mm
试验载荷Fs N
弹簧特性(在20%~80%之间)
f1 / fs f2 / fs
验算疲劳强度
切应力τmin Mpa 切应力τmax Mpa 切应力比γ
τmaxb 疲劳安全系数S
共振验算
迫振频率γr Hz 自振频率γn Hz
稳定性验算
高径比H0/D 最大载荷F2 N 固定方式
临界载荷Fc N