圆柱螺旋扭转弹簧计算公式

文件号发行日期最小工作载荷YN60最大工作载荷PN240工作行程hmm36弹簧中径Dmm38初选弹簧丝直径mm3.5碳素弹簧钢（C级）抗拉极限强度Mpa######初选旋绕比（一般为6~8）C10初算曲度系数K1.1448计算弹簧丝直径mm######确定C值10.857确定K值1.1327弹簧刚度P'N/mm5极限载荷UN264自由高度L计算值mm######自由高度Lmm90最小工作载荷下的高度Xmm78最大工作载荷下的高度Tmm42极限载荷时的高度Wmm37.2螺旋角α°######有效圈数计算值圈5.4012有效圈数标准值圈5.5总圈数n1圈7.5圆柱螺旋弹簧计算选择(有限疲劳寿命，动载荷，两端并紧、磨平，两端支撑圈各一圈)20130617圆柱螺旋弹簧设计调整至与计算值相近的尺寸注：黄的区域为手动填写数据以第一系列为首选数值更改初选值尽量与计算值相近更改初选值尽量与计算值相近C值在2.5到13.6之间K值在1.7到1.1之间编制审核批准版本号输出数据：最小工作载荷60最大工作载荷240极限工作载荷264自由高度90最小工作载荷下高度78最大工作载荷下高度42极限工作载荷下高度37.2中径38大径41.5有效圈数5.5总圈数7.5圆柱螺旋弹簧计算选择(有限疲劳寿命，动载荷，两端并紧、磨平，两端支撑圈各一圈)刘学睿调整至与计算值相近的尺寸以第一系列为首选数值更改初选值尽量与计算值相近更改初选值尽量与计算值相近C值在2.5到13.6之间K值在1.7到1.1之间无色为输入值潜蓝色为输出值，自动生成项目输入值名称值材料线径mmd1弹簧内径mmD19.1弹簧外径mmD211.1弹簧中径mmD10.100D=D1+d材料弹性模量N/mm²E186000旋绕比C10.10C=D/d材料抗拉强度（应力）MPaσb1850自由角度º144有效圈数n3.4扭转刚度（N.mm/º）M'1.332最小负荷扭角º16最小扭矩N.mmM121.3最大负荷扭角º76最大扭矩N.mmM2101.2扭臂1长度mmL123.57最小弯曲应力MPaσmin217.2扭壁2长度mmL211.4最大弯曲应力MPaσmax1031.6循环特征γ0.21上限应力系数σmax/σb0.56σmax/σb最大负载状态下直径减少量mmΔD0.63导杆直径mmD'7.63a)、长扭臂弹簧二、疲劳度判断判定说明：查下表疲劳度图，若γ与σmax/σb值的交点在图中下方，说明该弹簧的疲劳强度N次，σmax/σb=0.7是弹簧不发生永久变形的极限值圆柱螺旋扭转弹簧疲劳度计算一、弹簧参数计算输入参数区域输出区域b）、短扭臂弹簧（L1,L2=0)公式]}3/)([*3670/{'214LLDnEdM12)/(3231mindM)/(3232maxdMmaxmin/n10)360/(2nDD)(9.0'1DDD11'*MM22'*MM)]int([360nnn101）下表只适合Ⅱ类载荷计算；2）有效圈数计算结果n只作参考，具体可根据疲劳寿命满足情况在n基础上整数倍增加或减少。蓝色为输出值，无色为输入值Ⅰ类载荷：受静载荷及变载荷次数在以下Ⅱ类载荷：受静载荷及变载荷次数在Ⅲ类载荷：受静载荷及变载荷次数在以上d1或未知d1或已知材料线径mmd10.7弹簧内径mmD19.19弹簧中径mmD10.19.7材料弹性模量N/mm²E186000186000材料抗拉强度（应力）MPaσb18501850最大负荷扭角º7685弹簧设定耐久次数N50000许用弯曲应力系数β0.6451许用弯曲应力MPa1145.691340.00弹簧自由角ºΦ140360有效圈数（初算值)n'3.3922.364有效圈数（圆整值)n3.393.0a）长扭臂举例：使用扭矩未知情况下，根据材料和扭转角估算弹簧有效圈数n值以常用的Ⅱ类载荷不锈钢丝为例，β=0.55～0.65，若弹簧设定寿命N为50000次，β与耐久次数的关系如下图所示：项目名称b）短扭臂说明：许用弯曲应力系数β及的选择需要根据材料以及线径不同进行选择d1查机械手册表（27－34），d1查机械手册图27－16126310~10610b96.0][][3361065.0101055.065.0Ntg][31025.0*90)0,'(nroundn][][带入N=50000得β＝0.645在使用时考虑到安全性取一安全系数0.96β＝0.96×0.645＝0.62a）表27－34d1mm查b）表27－16d1mm查3361065.0101055.065.0Ntg3631010)10)(55.065.0(65.0N][有效圈数计算结果n只作参考，具体可根据疲劳寿命满足情况在n基础上整数倍增加或减少。使用扭矩未知情况下，根据材料和扭转角估算弹簧有效圈数n公式以常用的Ⅱ类载荷不锈钢丝为例，β=0.55～0.65，若弹簧设定寿命N为50000次，β与耐久次数的关系如下图所示：说明：许用弯曲应力系数β及的选择需要根据材料以及线径不同进行选择d1查机械手册表（27－34），d1查机械手册图27－16b96.0][3631010)10)(55.065.0(65.0N][3670d32'2DEn25.0*90)0,'(nroundndDD1b）表27－16d1mm查][若计算结果n'尾数接近与x.5时，则弹簧有效圈数可取x.5，也可取圆整后的（x＋1）.5，根据疲劳度满足情况定单位N/mm²206×10³206×10³206×10³SUS631J1196×10³98×10³98×10³127×10³108×10³主要材料弹性模量（E）黄铜丝青铜丝铍铜丝186×10³洋白丝材料SUS302SUS304SUS30N1SUS316弹簧用不锈钢丝油淬火回火钢丝琴钢丝炭素弹簧钢丝