圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算.pdf

圆圆柱柱螺螺旋旋压压缩缩（（拉拉伸伸））弹弹簧簧的的设设计计计计算算

(⼀⼀)⼏⼏何何参参数数计计算算

普通圆柱螺旋弹簧的主要⼏何尺⼨有：外D、中D2、内D1、节距p、螺旋升⾓α及弹簧丝直d。

由下图圆柱螺旋弹簧的⼏何尺⼨参数图可知，它们的关系为：

式中弹簧的螺旋升⾓α，对圆柱螺旋压缩弹簧⼀般应在5°～9°范围内选取。弹簧的旋向可以是右旋或左

旋，但⽆特殊要求时，⼀般都⽤右旋。

圆柱螺旋弹簧的⼏何尺⼨参数

普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺⼨计算公式见表(普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺⼨（mm

）计算公式)。

普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺⼨（mm）计算公式

计算公式

参数名称及代号备注

压缩弹簧拉伸弹簧

中D2D2=Cd按普通圆柱螺旋弹簧尺⼨系列表取标准值

内D1D1=D2-d

外DD=D2+d

旋绕⽐CC=D2/d

压缩弹簧长细⽐

b=H0/D2b在1～5.3的范围内选取

b

H0≈pn+(1.5～2)d

⾃由⾼度或长度（两端并紧，磨平）H0=nd+钩环轴向长

H0度

H0≈pn+(3～3.5)d

（两端并紧，不磨平）

⼯作⾼度或长度

Hn=H0-λnHn=H0+λnλn--⼯作变形量

H1,H2,…,Hn

有效圈数n根据要求变形量按式（16-11）计算n≥2

n1=n+(2～2.5)（冷卷）

拉伸弹簧n1尾数为1/4,1/2,3/4整圈。推荐⽤

总圈数n1n1=n

n1=n+(1.5～2)（YII型热1/2圈

卷）

节距pp=(0.28～0.5)D2p=d

轴向间距δδ=p-d

≈πD2n+钩环展开

展开长度=πD2n1/cosα

长度

螺旋⾓αα=arctg(p/πD2)对压缩螺旋弹簧，推荐α=5°～9°

(⼆⼆)特特性性曲曲线线

弹簧应具有经久不变的弹性，且不允许产⽣永久变形。因此在设计弹簧时，务必使其

⼯作应⼒在弹性极限范围内。在这个范围内⼯作的压缩弹簧，当承受轴向载荷P时，弹簧

将产⽣相应的弹性变形，如右图a所⽰。为了表⽰弹簧的载荷与变形的关系，取纵坐标表

⽰弹簧承受的载荷，横坐标表⽰弹簧的变形，通常载荷和变形成直线关系(右图b)。这种

表⽰载荷与变形的关系的曲线称为弹簧的特性曲线。对拉伸弹簧，如图圆柱螺旋拉伸弹圆柱

簧的特性曲线所⽰，图b为⽆预应⼒的拉伸弹簧的特性曲线；图c为有预应⼒的拉伸弹簧螺旋

的特性曲线。压缩