压缩弹簧刚度与应力

按线径、中径和有效圈数计算弹簧刚度,给出指定变形下的弹簧力和切应力,并核对并紧高度和细长比。

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弹簧尺寸
mm
mm

中径 = 外径 − 线径。

两端并紧磨平时,总圈数 = 有效圈数 + 2。

mm
工况
mm

从自由高度压缩的距离。

材料
GPa
MPa

与材料抗拉强度和载荷类型有关:静载约 0.45 ~ 0.5 σb,变载(有限寿命)约 0.35 ~ 0.4 σb,无限寿命约 0.3 σb。

FDH0dnf
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计算结果

弹簧刚度
4.822N/mm
工作载荷
72.33N
切应力
436.1MPa
工作高度
35mm
  • 切应力 436.1 MPa ≤ 许用 600 MPa。
旋绕比8
曲度系数1.184
并紧高度20 mm
最大可压缩量30 mm
自由状态节距5.875 mm

计算过程

  1. 旋绕比C = D / d8
  2. 弹簧刚度k = G·d⁴ / (8·D³·n)4.822 N/mm
  3. 工作载荷F = k·f72.33 N
  4. 曲度系数Kw = (4C − 1)/(4C − 4) + 0.615/C1.184
  5. 切应力τ = Kw·8·F·D / (π·d³)436.1 MPa
  6. 并紧高度Hs = (n + 2)·d(两端并紧磨平)20 mm

使用说明

  • 适用于等节距圆柱螺旋压缩弹簧,两端并紧磨平。
  • 承受变载荷的弹簧还需做疲劳校核。
  • 结果用于方案阶段的预选。定型前请对照所选品牌的产品样本复核,涉及人身安全的场合需由有资质的工程师校核。