1-圆柱弹簧的参数及几何尺寸

1-圆柱弹簧的参数及几何尺寸

1 圆柱弹簧的参数及几何尺寸

1、弹簧的主要尺寸

如图所示，圆柱弹簧的主要尺寸有：弹簧丝直径d 、弹簧圈外径D 、弹簧圈内径D1，弹簧圈中径D2，节距t 、螺旋升角a 、自由长度H0等。

2、弹簧参数的计算

弹簧设计中，旋绕比（或称弹簧指数）C 是最重要的参数之一。

C=D2/d ，弹簧指数愈小，其刚度愈大，弹簧愈硬，弹簧内外侧的应力相差愈大，材料利用率低；反之弹簧愈软。常用弹簧指数的选取参见表。 弹簧丝直径d （mm ） 0.2～0.4

0.5～1 1.1～2.2 2.5～6 7～16 18～40 C 7～14 5～12 5～10 4～10 4～8

4～6

弹簧总圈数与其工作圈数间的关系为：

弹簧节距t一般按下式取：

（对压缩弹簧）；t=d （对拉伸弹簧）；

式中：λmax --- 弹簧的最大变形量；

Δ --- 最大变形时相邻两弹簧丝间的最小距离，一般不小于0.1d。

弹簧钢丝间距：

δ=t-d ；

弹簧的自由长度：

H=n·δ+(n0-0.5)d（两端并紧磨平）；

H=n·δ+(n0+1)d（两端并紧，但不磨平）。

弹簧螺旋升角：

，通常α取5～90 。弹簧丝材料的长度：

（对压缩弹簧）；

（对拉伸弹簧）；

其中l为钩环尺寸。

2 弹簧的强度计算

1、弹簧的受力

式中K为曲度系数。它考虑了弹簧丝曲率和切向力对扭应力的影响。一定条件下钢丝直径

3、弹簧的刚度

圆柱弹簧受载后的轴向变形量

式中n为弹簧的有效圈数；G为弹簧的切变模量。

这样弹簧的圈数及刚度分别为

对于拉伸弹簧，n1>20时，一般圆整为整圈数，n1<20时，可圆整为1/2圈；对于压缩弹簧总圈数n1的尾数宜取1/4、1/2或整圈数，常用1/2圈。为了保证弹簧具有稳定的性能，通常弹簧的有效圈数最少为2圈。C值大小对弹簧刚度影响很大。若其它条件相同时，C值愈小的弹簧，刚度愈大，弹簧也就愈硬；反之则愈软。不过，C值愈小的弹簧卷制愈困难，且在工作时会引起较大的切应力。此外，k值还和G、d、n 有关，在调整弹簧刚度时，应综合考虑这些因素的影响。

4、稳定性计算

压缩弹簧的长度较大时，受载后容易发生图a)所示的失稳现象，所以还应进行稳定性的验算。

弹簧参数及尺寸

弹簧参数及尺寸 三分钟弹簧世界 一、小型圆柱螺旋拉伸弹簧尺寸及参数 1、弹簧的工作图及形式 1.1 工作图样的绘制按GB4459、4规定。 1.2 弹簧的形式分为A型和B型两种。 2、材料弹簧材料直径为0.16~0.45mm，并规定使用GB4357中B组钢丝或YB(T)11中B组钢丝。采用YB(T)11中B组钢丝时，需在标记中注明代号“S”。 3、制造精度弹簧的刚度、外径、自由长度按GB1973规定的3级精度制造。如需按2级精度制造时，加注符号“2”，但钩环开口尺寸均按3级精度制造。 4、旋向弹簧的旋向规定为右旋。如需左旋应在标记中注明“左”。 5、钩环开口弹簧钩环开口宽度a为0.25D~0.35D。注：D为弹簧中径。 6、表面处理 6.1采用碳素弹簧钢丝制造的弹簧，表面一般进行氧化处理，但也可进行镀锌、镀镉、磷化等金属镀层及化学处理。其标记方法应按GB1238的规定。 6.2采用弹簧用不锈钢丝制造的弹簧，必要时可对表面进行清洗处理，不加任何标记。 7、标记 7.1标记的组成弹簧的标记由名称、型式、尺寸、标准编号、材料代号(材料为弹簧用不锈钢丝时)以及表面处理组成。规定如下： 7.2标记示例 例1:A型弹簧，材料直径0.20mm，弹簧中径3.20mm，自由长度8.80mm，左旋，刚度、外径和自由长度的精度为2级，材料为碳素弹簧钢丝B组，表面镀锌处理。 标记:拉簧 A0.20*3.20*8.80-2左 GB1973.2——89-D-Zn 例2：B型弹簧，材料直径0.40mm，弹簧中径5.00mm，自由长度17.50mm，右旋，刚度、外径和自由长度的精度为3级，材料为弹簧用不锈钢丝B组。 标记：拉簧 B0.40*5.00*17.50 GB1973.2--89-S 8、计算依据标准中的计算采用如下基本公式： 切应力(N/mm2)：τ=(8PDK)/(πd3) 变形量(mm)：F=(8PD3n)/ Gd4 弹簧钢度(N/mm):P′=P/ F=(Gd4)/(8D3n) 曲度系数：K =(4C-1)/(4C-4)+ (0.615)/C 旋转比：C =D/d 自由长度(mm)：H。=(n+1.5)d+ 2Dι 弹簧钢丝展开长度(mm)：L≈(n + 2)πD 弹簧单件质量(mg):m≈(πd2/4)Lρ 注：ρ为弹簧材料密度，取ρ=7.85mg/mm3。初拉力P的计算公式与初应力τ。的选取范围：P。=(πd3/8D)τ。 ∵ P。=(πd3/8D)π。取π。C≈60， 则：P。=(πd3/8D)·(60/C)=(23.56d4)/D2 式中：D为弹簧的中径。 当选取初拉力时，推荐初拉力τ。值在图A1阴影区域内选取。本标准中的τ。是按照关系式τ。C≈60确定的，即取τ。上下限的近似中点而算出P。值。 二、小型圆柱螺旋压缩弹簧尺寸及参数 1、弹簧的工作图及型式 1.1 工作图样的绘制按GB 4459.4的规定。 1.2 弹簧的形式分为两端圈并紧不模型(YⅡⅠ)和两端圈并紧磨平型(YⅠ)两种。 2、材料弹簧材料直径为0.16 ~ 0.45mm,并规定使用GB4357中B组钢丝或YB(T)11中B组钢丝。当采用YB(T)11中的B组钢丝时，需在标记中注明代号“S”。 3、弹簧如需设置芯轴或套筒时，其尺寸按图3及表1规定。 4、制造精度弹簧的刚度、外径、自由高度按GB1973规定的3级精度制造。如果按2级精度制造时。则加注符号“2”。但两端面对外廓素线的垂直度按3级精度制造。

弹簧设计软件,各种参数都有

弹簧设计软件，各种参数都有 在机械CAD设计中弹簧是一个常见对象，而且包含了压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧等多种类型。哪种CAD软件最适合进行弹簧设计，而且参数比较全呢？在这里我推荐浩辰CAD机械软件。浩辰CAD机械软件预置了弹簧设计功能，可以帮助工程设计人员快速完成常用弹簧的设计、静校核和绘图任务。 下面我们就以压缩弹簧为例讲解一下其绘制方法： 1、在浩辰CAD机械软件菜单栏中依次点击浩辰机械—机械设计—弹簧设计就会出现下图的弹簧设计窗口，提供了三大类弹簧的设计。 在这里，我们选择【压缩弹簧】，并进行标准压缩弹簧设计，软件会弹出压缩弹簧设计窗口。 2、根据弹簧工作极限负荷Flim,我们从对话框列表中选择一种弹簧型号，再输入有效圈数【n】和总圈数【n1】，注意应满足n1=n+(1.5--2.5)。如想了解弹簧型号库(即左列表中的内容)中的详细内容，请点击【备注】按钮，软件将弹出有关该弹簧库的信息。 3、输入完毕后，点击【确定】，系统将弹出对话框。

4、在对话框的上一排图形按钮中选取所需绘图的类别，再确定【弹簧绘图长度】。其中，如知道弹簧在图纸上的确切长度，可点中【输入弹簧绘图长度H】圆形按钮，再输入弹簧绘图长度（应满足H3=

圆柱弹簧的设计计算.

圆柱弹簧的设计计算 (一)几何参数计算 普通圆柱螺旋弹簧的主要几何尺寸有：外径D、中径D2、内径D1、节距p、螺旋升角α及弹簧丝直径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

(二)特性曲线

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 应力的拉伸弹簧的特性曲线。 右图a中的H0是压缩弹簧 在没有承受外力时的自由长度。 弹簧在安装时，通常预加一个压 力 Fmin，使它可靠地稳定在安 装位置上。Fmin称为弹簧的最 小载荷(安装载荷)。在它的作 用下，弹簧的长度被压缩到H1 其压缩变形量为λmin。Fmax 为弹簧承受的最大工作载荷。在 Fmax作用下，弹簧长度减到 H2，其压缩变形量增到λmax。 圆柱螺旋压缩弹簧的特性曲线λmax与λmin的差即为弹簧的 工作行程h,h=λmax-λmin。 Flim为弹簧的极限载荷。在该 力的作用下，弹簧丝内的应力达 到了材料的弹性极限。与Flim 对应的弹簧长度为H3，压缩变 形量为λlim。

弹簧规格一览表

压缩弹簧规格都有哪些?压缩弹簧规格主要包括弹簧的线径、外径、重量等信息，在使用前都应详细对照了解。为方便大家查询，世界工厂特汇总压缩弹簧规格一览表，以供参考学习。 压缩弹簧又叫螺旋弹簧，主要作用是承受压力。有圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形以及少量的非圆形等。当收到外载荷时弹簧收缩变形，有储存变形的功能。 弹簧规格一览表 型號外徑內徑自由長定數最大預荷重密荷長彈簧逃 外徑X長度(Φ) (Φ) (mm) 壓孔 量(mm) 直徑 (Φ) TR14.5X20 25 30 35 40 45 50 TR17X25 30 35 40 45 50 60 TR21X30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 TR26X40 45 14.5 9 17 11 21 13 20 1.20 10 250.96 12.5 300.73 15 350.63 17.5 400.55 20 450.49 22.5 500.44 25 25 1.60 12.5 30 1.27 15 35 1.09 17.5 400.95 20 450.84 22.5 500.72 25 600.60 30 30 1.47 15 35 1.26 17.5 40 1.05 20 450.93 22.5 500.80 25 600.67 30 700.57 35 800.50 40 900.44 45 1000.40 50 40 2.25 20 45 1.91 22.5 8 10 12 1114 (187.9)16 18 20 10 12 1914 (186.3)16 18 20 23 12 14 16 18 2120 (285.9)23 27 31 34 39 16 18 16 19 23

压缩弹簧几何尺寸的检测

压缩弹簧几何尺寸的检测 我要打印收藏放入公文包 文章来源：斯普弹簧信息网添加人：添加时间：2007-11-14 11:11:04 压缩弹簧几何尺寸检测项目多，而且具有代表性，下面较为详尽地阐述其检测方法和要求。 1.弹簧材料直径的检测检测弹簧材料直径一般用游标卡尺或千分尺，必要时可以采用工具显微镜，例如测量较细的钢丝直径或非圆形截面的形状等。对采用自动卷簧机卷绕的旋绕比较小及退火状态合金钢丝的弹簧，尤应注意检测。这是因为加大送料力而压紧送料滚轮后，经常发生将钢丝压扁成椭圆状的情况，从而影响载荷(变小)及弹簧压并高度(变大)，如图1所示。

图1 材料直径压扁及对弹簧压并高度的影响 2．弹簧自由高度或自由长度的检测弹簧一般放在水平位置测量，只有在确认弹簧直立放置时自重对弹簧高度或长度无明显影响时，允许置于直立位置测量。弹簧自由高度或长度500时用普通钢卷尺测量，≤500时用游标卡尺或高度尺测量。<50的

小型圆柱螺旋弹簧可放在工具显微镜或投影仪上测量。用卡尺测量时，应避免卡得过紧而造成弹簧自由高度的变形。弹簧的最 高点或最长点即为弹簧的自由高度或自由长度。 除了采用通用量具测量自由高度外，在批量生产时常采用图2所示专用量具或自由高度分选机检测。

图2 弹簧自由高度和自由长度检测专用量具 a)自由高度检测用 b)自由长度检测用 弹簧自由高度或自由长度的极限偏差按表1的规定。当弹簧有特性要求时，自由高度或长度作为参考。 表1弹簧自由高度或自由长度极限偏差 注：摘自239．1、2。 3．弹簧直径的检测图样标注外径和中径尺寸的弹簧，以测得的外径尺寸为准，图样标注内径的弹簧，以测得的内径尺寸为准，图样同时标注弹簧内、中、外径中任意一项以上的，则以测得的外径尺寸为准。变径弹簧除图样有特殊规定外，以测其两端1／4

压力弹簧计算公式

压力弹簧计算公式 压力弹簧 ·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)； · 弹簧常数公式（单位：kgf/mm）： 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=2.0mm , 外径=22mm , 总圈数=5.5圈 ,钢丝材质=琴钢丝 拉力弹簧 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） 扭力弹簧

·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）: 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 大量自学内容可能对你会有帮助https://www.wendangku.net/doc/7f17951848.html,/study.asp?vip=3057729

弹簧规格表_new

弹簧规格表_new 弹簧规格表 弹簧使用次数和压缩比的关系 使用100万次使用50万次使用30万次色别 (压缩比:占自由高度的%) 较小 40.0 45.0 50.0 黄色Yellow 轻 32.0 36.0 40.0 蓝色Blue 荷重中 25.6 28.8 32.0 红色Red 种类重19.2 21.6 24.0 绿色Green 超重 16.0 18.0 棕色Brown 弹簧几何尺寸及负荷公差 外径D(mm) 内径D(mm) 自由高度H 0 ?50(mm) 自由高度H 0 ?50(mm) 负荷P N (N) 旋向 0.0 +0.7 ?0.5 ?10%H 0 ?10%P N 右 -0.7 +0.1 弹簧最大压缩量 种类最大压缩度 较小荷重自由高度×58, 轻荷重自由高度×48, 中荷重自由高度×38, 重荷重自由高度×28, 超重荷重自由高度×24, 弹簧规格表-KH重荷重 KH 重荷重 Heavy Load

外径内径自由长定数 30万 50万 100万产品 Outer Inner Free Spring 0.3million 0.5million 1million 编号 Dia. Dia. Length Const. 压缩量(mm) 荷重(kgf) 压缩量(mm) 荷重(kgf) 压缩量(mm) 荷重(kgf) (mm) (mm) (mm) (kgf/mm) KH08x15 15 5.83 3.6 3.2 2.9 20 20 4.38 4.8 4.3 3.8 25 25 3.50 6.0 5.4 4.8 30 30 2.92 7.2 6.5 5.8 35 35 2.50 8.4 7.6 6.7 8 4 21 19 17 40 40 2.19 9.6 8.6 7.7 45 45 1.94 10.8 9.7 8.6 50 50 1.75 12.0 10.8 9.6 55 55 1.59 13.2 11.9 10.6 60 60 1.46 14.4 13.0 11.5 KH10x20 10 5 20 6.25 4.8 30 4.3 27 3.8 24 25 25 5.00 6.0 5.4 4.8 30 30 4.17 7.2 6.5 5.8 35 35 3.57 8.4 7.6 6.7 40 40 3.12 9.6 8.6 7.7 45 45 2.78 10.8 9.7 8.6 50 50 2.50 12.0 10.8 10.0 55 55 2.27 13.2 11.9 10.6 60 60 2.08 14.4 13.0 11.5 KH12x20 20 8.96 4.8 4.3 3.8 25 25 7.17 6.0 5.4 4.8 30 30 5.97 7.2 6.5 5.8 35 35 5.12 8.4 7.6 6.7 40 12 6 40 4.48 9.6 43 8.6 38 7.7 34 45 45 3.98 10.8 9.7 8.6 50 50 3.58 12.0 10.8 10.0 55 55 3.26 13.2 11.9 10.6 60 60 2.99 14.4 13.0 11.5 KH14x25 25 9.83 6.0 5.4 4.8 30 30 8.19 7.2 6.5 5.8 35 35 7.02 8.4 7.6 6.7 40 40 6.15 9.6 8.6 7.7 45 45 5.46 10.8 9.7 8.6 14 7 59 53 47 50 50 4.92 12.0 10.8 10.0 55 55 4.47 13.2 11.9 10.6 60 60 4.10 14.4 13.0 11.5 65 65 3.78 15.6 14.0 12.5 70 70 3.51 16.8 15.1 13.4 KH16x25 25 12.83 6.0 5.4 4.8 30 30 10.69 7.2 6.5 5.8 35 35 9.17 8.4 7.6 6.7 40 40 8.02 9.6 8.6 7.7 45 45 7.13 10.8 9.7 8.6 50 50 6.42 12.0 10.8 9.6 16 8 77 69 62 55 55 5.83 13.2 11.9 10.6 60 60 5.35 14.4 13.0 11.5 65 65 4.94 15.6 14.0 12.5 70 70 4.58 16.8 15.1 13.4 75 75 4.28 18.0 16.2 14.4 80 80 4.01 19.2

弹簧设计参数

弹簧种类参数及常用知识 弹簧的用途很广，可以用来储藏能量、减振、测力等。在电器中，弹簧常用来保证导电零件的良好接触 或脱离接触。 弹簧的种类很多，有螺旋弹簧、蜗卷弹簧、板弹簧和片弹簧等，如图10.2-1所示。 在各种弹簧中，以普通圆柱螺旋弹簧最为常见，GB/T 1239-1984对其型式、端部结构和技术要求等都 作了规定。在GB/T 1358-1993对其尺寸系列也作了规定。 圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称及其相互关系 下表列出了圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称、基本参数及其相互关系。 圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称和基本参数 名称符号说明图例 型材直径d 制造弹簧用的材料直径 弹簧的外径D 弹簧的最大直径 弹簧的内径D1 弹簧的最小直径 弹簧的中径D2 D2 = D-d = D1+d 有效圈数n 为了工作平稳，n一般不小于3圈 支承圈数n0 弹簧两端并紧和磨平（或锻平），仅起支承或固定作用的圈（一般取1.5、2或2.5圈） 总圈数n1 n1 = n + n0 节距t 相邻两有效圈上对应点的轴向距离 自由高度H0 未受负荷时的弹簧高度H0 = nt + (n0-0.5)d 展开长度L 制造弹簧所需钢丝的长度L ≈πDn1 在GB/T 2089-1994中对圆柱螺旋压缩弹簧的d、D、t、H0、n、L等尺寸都已作了规定，使用时可查阅 该标准。 2 圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法 根据GB/T 4459.4-1984，螺旋弹簧的规定画法如下： ⑴在平行于螺旋弹簧轴线的投影面的视图中，各圈的外轮廓线应画成直线。 ⑵螺旋弹簧均可画成右旋，但左旋螺旋弹簧不论画成左旋或右旋，必须加写“左”字。 ⑶对于螺旋压缩弹簧，如要求两端并紧且磨平时，不论支承圈数多少和末端贴紧情况如何，均按右图( 有效圈是整数，支承圈为2.5圈)的形式绘制。必要时也可按支承圈的实际结构绘制。 ⑷当弹簧的有效圈数在四圈以上时，可以只画出两端的1～2圈（支承圈除外），中间部分省略不画，用 通过弹簧钢丝中心的两条点画线表示，并允许适当缩短图形的长度。

弹簧处理工艺

弹簧处理工艺 弹簧处理工艺 1 整定处理Setting 又称“立定处理”。将热处理后的压缩弹簧压缩到工作极限载荷下的高度或压并高度（拉伸弹簧拉伸到工作极限载荷下的长度，扭转弹簧扭转到工作极限扭转角），一次或多次短暂压缩（拉伸、扭转）以达到稳定弹簧几何尺寸为主要目的的一种工艺方法。 2 加温整定处理Hot-setting 又称“加温立定处理”。在高于弹簧工作温度条件下的立定处理。 3 强压处理[Compressive] pre stressing 将压缩弹簧压缩至弹簧材料表层产生有益的与工作应力反向的残余应力，以达到提高弹簧承载能力和稳定几何尺寸的一种工艺方法。 4 加温强压处理Hot-[compressive] prestressing 在高于弹簧工作条件下进行的强压处理 5 强拉处理[tension] prestressing 将拉伸弹簧拉伸至弹簧材料表面产生有益的与工作应力反向的残余应力，以提高弹簧承载能力和稳定其几何尺寸的一种工艺方法。 6 加温强拉处理Hot [tension] prestressing 在高于弹簧工作温度条件下进行的强拉处理 7 强扭处理[torsion] prestressing 将扭转弹簧扭转至弹簧材料表层产生有益的与工作应力反向的残余应力，以提高弹簧承载能力和稳定其几何尺寸的一种工艺方法。 8 加温强扭处理Hot [torsion]prestressing 高于弹簧工作温度条件下进行的强扭处理。

几种常见弹簧介绍 压缩弹簧(Compression Spring) 乃各圈分绕，因能承受压力，两端可为开式或闭式或绕平或磨平。下述为一压缩弹簧必要资料： （1）控制直径（Controlling diameter）（a）外径、（b）内径、（c）所套管之内径、（d）所穿圆杆之外径。 （2）钢丝或钢杆之尺寸（Wire or bar size）。 （3）材料（种类及等级）。 （4）圈数：（a）总圈数及（b）右旋或左旋。 （5）末端之形式（Style of ends）。 （6）在某一挠区长度下之负荷。 （7）一寸至几寸长度变化范围内之负荷比率。 （8）最大体高“自由长”（Maximum solid height）。 （9）运用时之最小压缩高。 压缩弹簧(Compression Spring)乃变体弹簧第一种，由直筒型、锥形至缩、凸腰形，乃至各种尾端之变体，均可依设计成型。 压缩弹簧(Compression Spring)为所有弹簧种类中最被广泛运用的一种，产品运用范围广及电子、电机、计算机、信息、汽机车、自行车、五金工具、礼品、玩具、乃至国防工业，因其设计与原理易于掌握，制造控制也最为单纯。 拉伸弹簧(Extension Spring) 乃各圈紧密围绕，以使其能受力而拉长，各端绕一环圈（Loop），下述为一拉伸弹簧之必要资料： （1）自由长度：（a）总长度、（b）全部圈长、（c）自钩圈内之长度。 （2）控制直径：（a）外径、（b）内径、（c）所套管之内径。 （3）钢丝尺寸“线径”。 （4）材料（种类、等级）。 （5）圈数：（a）总圈数及（b）右旋或左旋。 （6）末端之形式。 （7）钩内之负荷。 （8）负荷率、挠曲度、每寸磅数。 （9）最大拉伸长度。 拉伸弹簧（Extension Spring）乃典型之弹簧即弹簧之代表，由直筒形至各种变体，乃至挂钩之各种形状均能依设计成型。 拉伸弹簧（Extension Spring）为压缩弹簧之反向运用，运用范围大致较无具体产品类别，但操作控制较压缩弹簧高一级。 扭转弹簧(Torsion Spring) 各圈或是紧密围绕或是分开围绕，俾能适任扭转负荷（与弹簧轴线成直角）。弹簧之末端可绕成钩状或直扭转臂。下述为一扭转弹簧之必要资料： （1）自由长度。 （2）控制直径：(a)外径、(b)内径、(c)所套管之内径，或(d)所穿越圆杆之外径。 （3）钢丝尺寸“线径”。 （4）材料（种类及等级）。 （5）圈数：（a）总圈数及（b）右旋或左旋。 （6）扭转力：偏转至某一角度之磅数。 （7）最大挠度（自由位置算起之角度）。 （8）末端之形式。 扭转弹簧（Torsion Spring）乃变体弹簧之极至，由单扭至双扭，乃至各种扭杆之变形，得依设计成型。

弹簧的强度计算 1、弹簧的受力 图示的压缩弹簧,当弹簧受轴向压力

弹簧的强度计算 1、弹簧的受力 图示的压缩弹簧，当弹簧受轴向压力F时，在弹簧丝的任何横剖面上将作用着：扭矩 T= FRcosα ，弯矩 M= FRsinα，切向力F Q = Fcosα和法向力 N F = Fsinα （式中R为弹簧的平均半径）。由于弹簧螺旋角α的值不大（对于压缩弹簧为6～90 ）,所以弯矩M和法向力N 可以忽略不计。因此，在弹簧丝中起主要作用的外力将是扭矩T和切向力Q。α的值较小时，cosα≈ 1,可取T = FR 和 Q = F。这种简化对于计算的准确性影响不大。 当拉伸弹簧受轴向拉力F时，弹簧丝横剖面上的受力情况和压缩弹簧相同，只是扭矩T 和切向力Q均为相反的方向。所以上述两种弹簧的计算方法可以一并讲述。 2、弹簧的强度 从受力分析可见，弹簧受到的应力主要为扭矩和横向力引起的剪应力，对于圆形弹簧丝

系数K s可以理解为切向力作用时对扭应力的修正系数，进一步考虑到弹簧丝曲率的影响，可得到扭应力 式中K为曲度系数。它考虑了弹簧丝曲率和切向力对扭应力的影响。一定条件下钢丝直径 3、弹簧的刚度 圆柱弹簧受载后的轴向变形量 式中n为弹簧的有效圈数；G为弹簧的切变模量。 这样弹簧的圈数及刚度分别为 对于拉伸弹簧，n>20时，一般圆整为整圈数，n<20时，可圆整为1/2圈；对于压缩弹簧总圈数n的尾数宜取1/4、1/2或整圈数，常用1/2圈。为了保证弹簧具有稳定的性能，通常弹簧的有效圈数最少为2圈。C值大小对弹簧刚度影响很大。若其它条件相同时，C值愈小的弹簧，刚度愈大，弹簧也就愈硬；反之则愈软。不过，C值愈小的弹簧卷制愈困难，且在工作时会引起较大的切应力。此外，k值还和G、d、n有关，在调整弹簧刚度时，应综合考虑这些因素的影响。

碟形弹簧规格表

D d t t'H h0h0/t f=0.25h0f=0.50h0f=0.75h0f=1.00h0kgs/1000pcs 外径内径厚度高度F/N F/N F/N F/N公斤/1000片 6 3.20.30.450.150.545841191530.044 8 3.20.20.40.21122026300.064 8 3.20.30.550.250.8346791041260.099 8 3.20.40.60.20.5691301862380.133 8 3.20.50.70.20.41282463574650.166 C8 4.20.20.450.25 1.25213339420.057 B8 4.20.30.550.250.8352891181420.086 A8 4.20.40.60.20.5781472102690.114 碟形弹簧规格表

10 3.20.30.650.35 1.175182981080.166 10 3.20.40.70.30.75751331792200.221 10 3.20.50.850.350.71652964045000.277 10 4.20.40.70.30.75791401892320.203 10 4.20.50.750.250.51102062943770.254 10 4.20.60.850.250.421823475026520.304 C10 5.20.250.550.3 1.2304858630.112 B10 5.20.40.70.30.75881552092570.18 A10 5.20.50.750.250.51222283254180.225 12 4.20.40.80.41851411782060.311 12 4.20.50.90.40.81432493314020.389 12 4.20.610.40.672244055576940.467 12 5.20.50.90.40.81502633504240.36 12 5.20.60.950.350.581963615066410.432 12 6.20.50.850.350.71342393264040.325 12 6.20.60.950.350.582143945526990.39 12.5 5.20.50.850.350.71112002703370.382 C12.5 6.20.350.80.45 1.29841301511600.254 B12.5 6.20.50.850.350.71202152933630.363 A12.5 6.20.710.30.432394576608550.508 C147.20.350.80.45 1.29681061231310.311 B147.20.50.90.40.81202102793380.444 A147.20.8 1.10.30.3828454779710400.711

压缩弹簧几何尺寸的检测..

压缩弹簧几何尺寸的检测 我要打印 IE收藏放入公文包 压缩弹簧几何尺寸检测项目多，而且具有代表性，下面较为详尽地阐述其检测方法和要求。 1.弹簧材料直径的检测检测弹簧材料直径一般用游标卡尺或千分尺，必要时可以采用工具显微镜，例如测量较细的钢丝直径或非圆形截面的形状等。对采用自动卷簧机卷绕的旋绕比较小及退火状态合金钢丝的弹簧，尤应注意检测。这是因为加大送料力而压紧送料滚轮后，经常发生将钢丝压扁成椭圆状的情况，从而影响载荷(变小)及弹簧压并高度H b(变大)，如图1所示。

图1 材料直径压扁及对弹簧压并高度的影响 2．弹簧自由高度或自由长度的检测弹簧一般放在水平位置测量，只有在确认弹簧直立放置时自重对弹簧高度或长度无明显影响时，允许置于直立位置测量。弹簧自由高度或长度Ho~500mm时用普通钢卷尺测量，Ho≤500mm时用游标卡尺或高度尺测量。Ho<

50mm的 小型圆柱螺旋弹簧可放在工具显微镜或投影仪上测量。用卡尺测量时，应避免卡得过紧而造成弹簧自由高度的变形。弹簧的最 高点或最长点即为弹簧的自由高度或自由长度。 除了采用通用量具测量自由高度外，在批量生产时常采用图2所示专用量具或自由高度分选机检测。

图2 弹簧自由高度和自由长度检测专用量具 a)自由高度检测用 b)自由长度检测用 弹簧自由高度或自由长度的极限偏差按表1的规定。当弹簧有特性要求时，自由高度或长度作为参考。

表1弹簧自由高度或自由长度极限偏差 注：摘自GBl239．1、2。 3．弹簧直径的检测图样标注外径和中径尺寸的弹簧，以测得的外径尺寸为准，图样标注内径的弹簧，以测得的内径尺寸为准，图样同时标注弹簧内、中、外径中任意一项以上的，则以测得的外径尺寸为准。变径弹簧除图样有特殊规定外，以测其两端1／4 圈位置的尺寸为准。 弹簧直径测量时，用游标卡尺，其中一个测量爪至少应与两个簧圈相接触，测量爪应与端圈平面保持垂直位置。测外径时以测 得的最大点为准，测内径时，以测得的最小点为准。

弹簧参数、尺寸及计算公式

弹簧参数及尺寸 一、小型圆柱螺旋拉伸弹簧尺寸及参数 1、弹簧的工作图及形式 1.1 工作图样的绘制按GB4459、4规定。 1.2 弹簧的形式分为A型和B型两种。 2、材料弹簧材料直径为0.16~0.45mm，并规定使用GB4357中B组钢丝或YB(T)11中B组钢丝。采用YB(T)11中B组钢丝时，需在标记中注明代号“S”。 3、制造精度弹簧的刚度、外径、自由长度按GB1973规定的3级精度制造。如需按2级精度制造时，加注符号“2”，但钩环开口尺寸均按3级精度制造。 4、旋向弹簧的旋向规定为右旋。如需左旋应在标记中注明“左”。 5、钩环开口弹簧钩环开口宽度a为0.25D~0.35D。注：D为弹簧中径。 6、表面处理 6.1采用碳素弹簧钢丝制造的弹簧，表面一般进行氧化处理，但也可进行镀锌、镀镉、磷化等金属镀层及化学处理。其标记方法应按GB1238的规定。 6.2采用弹簧用不锈钢丝制造的弹簧，必要时可对表面进行清洗处理，不加任何标记。 7、标记 7.1标记的组成弹簧的标记由名称、型式、尺寸、标准编号、材料代号(材料为弹簧用不锈钢丝时)以及表面处理组成。规定如下： 7.2标记示例 例1:A型弹簧，材料直径0.20mm，弹簧中径3.20mm，自由长度8.80mm，左旋，刚度、外径和自由长度的精度为2级，材料为碳素弹簧钢丝B组，表面镀锌处理。 标记:拉簧A0.20*3.20*8.80-2左GB1973.2——89-D-Zn 例2：B型弹簧，材料直径0.40mm，弹簧中径5.00mm，自由长度17.50mm，右旋，刚度、外径和自由长度的精度为3级，材料为弹簧用不锈钢丝B组。 标记：拉簧B0.40*5.00*17.50 GB1973.2--89-S 8、计算依据标准中的计算采用如下基本公式： 切应力(N/mm²)：τ=(8PDK)/(πd³) 变形量(mm)：F=(8PD³n)/ Gd4 弹簧钢度(N/mm):P′=P/ F=(Gd4)/(8D³n) 曲度系数：K =(4C-1)/(4C-4)+ (0.615)/C 旋转比：C =D/d 自由长度(mm)：H。=(n+1.5)d+ 2Dι 弹簧钢丝展开长度(mm)：L≈(n + 2)πD 弹簧单件质量(mg):m≈(πd²/4)Lρ 注：ρ为弹簧材料密度，取ρ=7.85mg/mm³。初拉力P的计算公式与初应力τ。的选取范围：P。=(πd³/8D)τ。 ∵P。=(πd³/8D)π。取π。C≈60， 则：P。=(πd³/8D)·(60/C)=(23.56d4)/D² 式中：D为弹簧的中径。 当选取初拉力时，推荐初拉力τ。值在图A1阴影区域内选取。本标准中的τ。是按照关系式τ。C≈60确定的，即取τ。上下限的近似中点而算出P。值。 二、小型圆柱螺旋压缩弹簧尺寸及参数 1、弹簧的工作图及型式 1.1 工作图样的绘制按GB 4459.4的规定。 1.2 弹簧的形式分为两端圈并紧不模型(YⅡⅠ)和两端圈并紧磨平型(YⅠ)两种。

使用catia对弹簧进行参数化设计

圆形截面圆柱压缩弹簧设计 特性线呈线性，刚性稳定，结构简单，制造方便，应用较广，在机械设备中多用作缓冲，减震，以及储能和控制运动等。 现以下图（图0）为例做一个弹簧。 图0 圆形截面圆柱压缩弹簧创建过程 1.创建螺旋线 （1）首先打开CATIA应用程序，然后在【开始Start】下拉菜单中从【形状shape】/【创成式曲面设计Generative Shape Design】打开曲面设计工作平台，如图1所示，系统弹出【零部件名称Part Name】对话框。

（2）在弹出的【零部件名称Part Name】对话框中输入弹簧的零件名称：spring，单击【确定OK】按钮。用户也可在树状目录上右键单击，在弹出的关联菜单中选【属性Properties】，然后在选项板上修改【零部件名称Part Name】为spring，如图2所示，单击【确定OK】按钮后，树状目录也被相应修改，如图3所示。 图1 图2 图3 （2）单击【参考元素Points】工具栏上的【点Point】工具按钮，系统弹出如图4所示的【点定义Point Definition】对话框。在对话框的【点的形式Point type】选择坐标，x坐标改为11.5mm，y，z坐标分别为0mm。单击确定。

图4 （3）再单击【曲线Curves】工具栏上的【螺旋线Helix】工具按钮，系统弹出如图5所示的【螺旋曲线定义Helix Curve Definition】对话框。在对话框的【起点Start Point】中选中【Point.1】，在对话框的【轴Axis】中选中【z轴Z Axis】在对话框的【螺距Pitch】中填4mm，在对话框的【高度Height】中填4mm.单击确定。所画螺旋线如图6所示。 图5

弹簧标准

其时我们弹簧厂好多做的是非标弹簧，根本用不上国标，客户需要什么弹簧你按客户要求来做，建议你去888弹簧网上去了解. 弹簧处理工艺： 整定处理： 又称“立定处理”。将热处理后的压缩弹簧压缩到工作极限载荷下的高度或压并高度（拉伸弹簧拉伸到工作极限载荷下的长度，扭转弹簧扭转到工作极限扭转角），一次或多次短暂压缩（拉伸、扭转）以达到稳定弹簧几何尺寸为主要目的的一种工艺方法。 加温整定处理： 又称“加温立定处理”。在高于弹簧工作温度条件下的立定处理。 强压处理： 将压缩弹簧压缩至弹簧材料表层产生有益的与工作应力反向的残余应力，以达到提高弹簧承载能力和稳定几何尺寸的一种工艺方法。（另一种是加温强压处理，这类弹簧主要适用在温控器及过载保护器中） 强拉处理： 将拉伸弹簧拉伸至弹簧材料表面产生有益的与工作应力反向的残余应力，以提高弹簧承载能力和稳定其几何尺寸的一种工艺方法。 弹簧常用符号和单位： A——弹簧材料截面面积（ｍm²）；当量弯曲刚度（N/mm）；系数 ａ——距形截面材料垂直于弹簧轴线的边长（mm）；系数 B——平板的弯曲刚度（N/mm）；系数 b——高径比；距形截面材料平行于弹簧轴线的边长（mm）；系数 C——螺旋弹簧旋绕比；碟簧直径比；系数 D——弹簧中径（mm） D1——弹簧内径（mm） D2——弹簧外径（mm） d——弹簧材料直径（mm） E——弹簧模量（MPa） F——弹簧的载荷（N） F'——弹簧的刚度 Fj——弹簧的工作极限载荷（N） Fo——圆柱拉伸弹簧的初拉力（N） Fr——弹簧的径向载荷（N） F'r——弹簧的径向刚度（N/mm） Fs——弹簧的试验载荷（N） f——弹簧的变形量（mm） fj——工作极限载荷Fj下的变形量（mm） fr——弹簧的静变形量(mm) fs——试验载荷Fs下弹簧的变形量（mm）；线性静变形量（mm） fo——拉伸弹簧对应于处拉力Fo的假设变形量（mm）； 膜片的中心变形量（mm） G——材料的切变模量（MPa） g——重力加速度，g=9800mm/s²

1 圆柱弹簧的参数及几何尺寸

1 圆柱弹簧的参数及几何尺寸 1、弹簧的主要尺寸 如图所示，圆柱弹簧的主要尺寸有：弹簧丝直径d、弹簧圈外径D、弹簧圈内径D1，弹簧圈中径D2，节距t、螺旋升角a、自由长度H0等。 2、弹簧参数的计算 弹簧设计中，旋绕比（或称弹簧指数）C是最重要的参数之一。 C=D2/d，弹簧指数愈小，其刚度愈大，弹簧愈硬，弹簧内外侧的应力相差愈大，材料利用率低；反之弹簧愈软。常用弹簧指数的选取参见表。 弹簧总圈数与其工作圈数间的关系为： 弹簧节距t一般按下式取： （对压缩弹簧）；

t=d （对拉伸弹簧）； 式中：λmax --- 弹簧的最大变形量； Δ --- 最大变形时相邻两弹簧丝间的最小距离，一般不小于0.1d。 弹簧钢丝间距： δ=t-d ； 弹簧的自由长度： H=n·δ+(n0-0.5)d（两端并紧磨平）； H=n·δ+(n0+1)d（两端并紧，但不磨平）。 弹簧螺旋升角： ，通常α取5～90 。弹簧丝材料的长度： （对压缩弹簧）； （对拉伸弹簧）； 其中l为钩环尺寸。 2 弹簧的强度计算 1、弹簧的受力

图示的压缩弹簧，当弹簧受轴向压力F时，在弹簧丝的任何横剖面上将作用着：扭矩T=FRcosα，弯矩M=FRsinα，切向力Q=Fcosα和法向力N=Fsinα（式中R为弹簧的平均半径）。由于弹簧螺旋角α的值不大（对于压缩弹簧为6～90 ）,所以弯矩M和法向力N可以忽略不计。因此，在弹簧丝中起主要作用的外力将是扭矩T和切向力Q。α的值较小时，cosα≈ 1,可取T=FR和Q=F。这种简化对于计算的准确性影响不大。 当拉伸弹簧受轴向拉力F时，弹簧丝槽剖面上的受力情况和压缩弹簧相同，只是扭矩T和切向力Q均为相反的方向。所以上述两种弹簧的计算方法可以一并讲述。 2、弹簧的强度 从受力分析可见，弹簧受到的应力主要为扭矩和横向力引起的剪应力，对于圆形弹簧丝 系数Ks可以理解为切向力作用时对扭应力的修正系数，进一步考虑到弹簧丝曲率的影响，可得到扭应力 式中K为曲度系数。它考虑了弹簧丝曲率和切向力对扭应力的影响。一定条件下钢丝直径 3、弹簧的刚度 圆柱弹簧受载后的轴向变形量 式中n为弹簧的有效圈数；G为弹簧的切变模量。 这样弹簧的圈数及刚度分别为

二阶弹簧—阻尼系统,PID控制器设计,参数整定

*** 二阶弹簧—阻尼系统的PID控制器设计及参数整定

一、PID 控制的应用研究现状综述 PID 控制器（按闭环系统误差的比例、积分和微分进行控制的调节器）自20 世纪30 年代末期出现以来，在工业控制领域得到了很大的发展和广泛的应用。它的结构简单，参数易于调整， 在长期应用中已积累了丰富的经验。特别是在工业过程控制中， 由于被控制对象的精确的数学模型难以建立，系统的参数经常发生变化，运用控制理论分析综合不仅要耗费很大代价，而且难以得到预期的控制效果。在应用计算机实现控制的系统中，PID 很容易通过编制计算机语言实现。由于软件系统的灵活性，PID 算法可以得到修正和完善，从而使数字PID 具有很大的灵活性和适用性。 二、研究原理 比例控制器的传递函数为：G (s) K P P G (s) K PI P 1 1 T s I 积分控制器的传递函数为： 1 1 G (s) K T s PID P D T s I 微分控制器的传递函数为： 三、设计题目 设计控制器并给出每种控制器控制的仿真结果（被控对象为二阶环节，传递函数G S ，参数为M=1 kg, b=2 N.s/m, k=25 N/m, F(S)=1 ）；系统示意图如图 1 所示。

图1 弹簧-阻尼系统示意图弹簧－阻尼系统的微分方程和传递函数为：M x bx kx F G( s) X F ( ( s) s) Ms 1 1 2 bs k s2 s 2 25 四、设计要求 通过使用MATLAB 对二阶弹簧——阻尼系统的控制器（分别使用P、PI、PID 控制器）设计及其参数整定，定量 分析比例系数、积分时间与微分时间对系统性能的影响。同 时、掌握MATLAB 语言的基本知识进行控制系统仿真和辅 助设计，学会运用SIMULINK 对系统进行仿真，掌握PID 控制器参数的设计。 （1）控制器为P 控制器时，改变比例带或比例系数大小，分析对系统性能的影响并绘制响应曲线。 （2）控制器为PI 控制器时，改变积分时间常数大小， 分析对系统性能的影响并绘制相应曲线。（当kp=50 时，改变积分时间常数）

弹簧几何尺寸的检验

螺旋弹簧几何尺寸的检验规范 弹簧检验的技术依据有产品样图、工艺卡和技术标准三种，一般遵循的原则是当图样和工艺卡要求高于国家标准时，应按图样或工艺卡的要求检验，凡国家标准中有，而图样中未列出的检验项目，参照国标中最低一级精度执行。 弹簧检验时应特别重视首件弹簧的检验，一般首件检验的数量为10~20件，最少不低于5件。首件试样弹簧卷好后要按照工艺流程的规定进行逐道工序的加工，并检验经过每道工序后几何尺寸的变化情况以及最终的负荷，只有所有的参数都达到了规定的要求，并经过检验员的认可后才能投产。 一、弹簧表面质量的检验 弹簧的某些表面缺陷除原材料问题外，也可能在加工过程中产生，如卷簧机的滚轮压的过紧、导线板不光洁、顶杆的槽型不对都会在弹簧表面造成拉痕。倒角工序中砂轮锥度过小或操作不慎会碰伤邻圈。热处理清洗不良或生产周转期过长会使弹簧表面产生锈蚀，形成腐蚀坑。弹簧的表面质量可用肉眼检查，有疑问时可用砂纸打光后检查或用10x以下的放大镜检查。一般弹簧表面允许有个别深度不大于材料直径公差之半的缺陷，抗疲劳性能要求高的弹簧，如气门弹簧规定不允许有表面缺陷。 二、弹簧几何尺寸的检验 （一）压缩弹簧 1.材料线径的检查 用千分尺或游标卡尺检查，对采用自动卷簧机卷绕的其旋绕比较小、退火状态钢丝制造的弹簧更应注意检查，这是因为加大送料力，送料滚轮压得较紧，容易将钢丝压扁，影响弹簧的负荷和并紧高度。 2.弹簧内外径的检查 用精度为0.02mm的游标卡尺检查，凡图纸要求标注外径和中径尺寸的，应测量外径，图纸标注内径的应测量内径。测量时应注意弹簧的两端头有无增大或缩小，游标卡尺的每个测量爪至少要接触两个以上的弹簧圈，同时测量几个位置，