壓縮彈簧設計計算

A. 壓力彈簧計算及其方法

導語：隨著科技的發展，如今彈簧已經是我們生活中的一個不可或缺的五金配件之一，不同的產品使用的彈簧也不全一樣其效果也不一樣。彈簧一般為等節距類型的，而壓縮彈簧則是圓柱圓錐形狀的，其圈與圈之間有一定的間隙，當它收到外力時會收縮變形，這樣一來可以儲存變性能。說到壓縮彈簧，那麼它都有什麼作用呢？讓本小編帶您了解一下什麼是壓力彈簧。

彈簧的壓力測試一般有以下幾個步驟：

1.在沒開始測試前，要先把彈簧壓縮到試驗的重量處，當試驗的重量比壓並重量大時，就以壓並重量作為試驗的重量，

2.荷重檢測前的准備：用相對應量程的測力計或者劃一以上精密度的砝碼對荷重試驗機進行實驗糾正，以確保試驗機精密度不得低於1%

3.壓力彈簧壓到指定高度時荷重的檢驗測定方法：把與指定高度相同的量塊放到荷重試驗機壓盤的中央處；在量塊上載入和圖樣名義值附近的荷重；鎖緊定位銷；把量塊拿出來放入到准備測量的彈簧，調到0位，去除彈簧自己的重量；把彈簧壓到自己指定的高度，並讀出它相對的荷重；根據標注的荷重試驗機誤差，對讀數進行改正。

4.將上壓的盤壓到與彈簧剛接觸的地方，荷重試驗機的預示值是F0≈0.05F;記載的荷重試驗的初讀數地F0和長度示值的讀數；接著繼續載入，讓長度預示的讀數變化值達到規劃的變型量。

影響彈簧夾頭夾緊力的主要因素和總結：

1.軸向的作用力。在彈簧夾頭的使用中，軸向力拉力可以是不同的方式來施加，但是它的工作原理基本一樣。

2.在彈簧夾頭使用過程中，設計的鎖緊角的大小將決定著夾緊力擴大後所能達到的指標點，通常是由機床的製造商和彈簧夾頭的製造商來決定的。現在彈簧夾頭新的設計還在創作之中，從經濟性和可靠性來考慮，設計師建議用戶使用現在的彈簧夾頭結構。

3.工件與彈簧夾頭之間的總摩擦力將直接影響到夾緊力。小的摩擦值擇影響到小的夾緊力，反過來說也是這樣。彈簧夾頭的供應商有各種措施來克服彈簧夾頭與工件之間的相對轉動等。

4.摩擦力的大小也會直接影響到彈簧夾頭對東西的夾緊力的大小。摩擦力太小的時候夾緊力就會不夠，太大的夾緊力擇會加快彈簧夾頭的磨損程度。如果使用中彈簧夾頭的話要經常松開使用工件，例如在車削加工中心上就會使用到，在它松開時需要在彈簧夾頭內孔表面噴上一層薄薄的潤滑劑。如果有條件的話採用冷卻劑潤滑最好，因為冷卻劑潤滑性效果好，能減少長期的磨損和增加其夾緊力。一些更多潤滑效果更好的材料也可以使用。而一些聰明的操作者在難度大的時候並且冷卻潤滑的效果都不好的時候，都會選擇女士的唇膏，說是其效果特別好。

彈簧壓力的計算方法：

在計算壓力彈簧的數據時，除了要知道彈簧尺寸外，必須要計算出最大的負荷和變位尺寸的負荷；彈簧常數用以k來表示，當彈簧被壓縮時，每增1mm距離的負荷。

彈簧常數公式：K=(G乘d4）/（8乘Dm3乘Nc）

彈簧常用的計算范圍和例子:線徑是2.0mm,外徑是22mm,總圈數是5.5圈,鋼絲材質=琴鋼絲K=(G乘D4)/（8乘Dm3乘Nc）＝（8000乘24/（8乘203乘3.5）＝0.571kgf/mm

不要想著彈簧夾頭看上去是個小個子還是個結構很簡單的裝置，但它卻有著許多工業作用。好了，以上就是本小編為您講解的壓力彈簧及其使用的方法，您是不是又對它更了解了呢~

B. 壓縮彈簧壓力計算公式

壓縮彈簧壓力一般指壓縮彈簧的彈力，其計算公式：k=Gd^4/8nD^3，壓縮彈簧（壓簧）是承受向壓力的螺旋彈簧，它所用的材料截面多為圓形，也有用矩形和多股鋼縈卷制的，彈簧一般為等節距的。

壓縮彈簧彈力的公式

公式：k=Gd^4/8nD^3

上面公式里每項代表的含義為：

G=剪切彈性模量[MPa]（G值大小為：碳鋼80000，不銹鋼72000）

d=線徑[mm，in]

n=有效圈數[-]

D=中心直徑[mm，in]

k=彈簧系數[N/mm，lb/in]

這個公式是彈簧剛度的計算公式，剛度乘以工作行程就等於這個彈簧的工作力度。

通過上式，我們可以得出，壓縮彈簧的參數必須由：材料、線徑、中心直徑、有效圈數、彈簧總長，工作高度，需求力度這些參數組成。如果對力度沒有特別要求的彈簧，可以不提供彈簧的工作高度和需求力度的參數。

什麼是彈力

物體在力的作用下發生的形狀或體積改變叫做形變。在外力停止作用後，能夠恢復原狀的形變叫做彈性形變。發生形變的物體，由於要恢復原狀，要對跟它接觸的物體產生力的作用。這種作用叫彈力。即，在彈性限度范圍之內，物體對使物體發生形變的施力物產生的力叫彈力。

日常生活中觀察到的相互作用，無論是推、拉、提、舉，還是牽引列車、鍛打工件、擊球、彎弓射箭等，都是在物體與物體接觸時才會發生的，這種相互作用可稱為接觸力。接觸力按其性質可歸納為彈力和摩擦力，它們本質上都是由電磁力引起的。

彈力是接觸力，彈力只能存在於物體的相互接觸處，但相互接觸的物體之間，並不一定有彈力的作用。因為彈力的產生不僅要接觸，還要有相互作用。

C. 彈簧的壓縮量怎麼算

（玖勝彈簧）圓柱螺旋壓縮彈簧在強壓隨時隨著截荷的增加，彈簧材料表面切應力也逐漸增大，直至超夠材料的彈性極限而發生塑性變形，而靠近芯部也會逐漸達到材料的彈性極限，卸載後，由於受材料外層塑性變形的影響不能完全恢復原狀，產生殘余變形。
這樣的彈簧工作時材料心部應力增大，表層應力減小，這種應力的變化可充分發揮材料的潛力，正常的彈簧在設計時一般都會考慮彈簧的極限變形量，不會超過彈簧的極限應力，材料的許應切應力不同，彈簧所受截荷類別不同，彈簧許用應力也不同。
具體計算可按彈簧受軸向截荷時的變形和切應力的計算公式，如果小於極限值，彈簧可壓並，如果大於極限值，以極限值為最大壓縮量，超出極限值彈簧將產生永久變形

D. 壓縮彈簧的設計計算

有公式的！我可以幫忙設計哦。采購彈簧找我啊！
私信聊吧

E. 圓柱螺旋壓縮彈簧的計算公式

彈簧的最大工作負荷Pn和最小工作負荷P1，是設計彈簧前的所設定條件，也就是彈簧所處的工作條件，是已知條件，不是靠什麼公式計算的。比如你要給彈簧加上300N的壓力，那麼它最大的工作負荷Pn=300N。彈簧最大的工作行程（h）=彈簧最大負荷下的變形量（Fn） - 彈簧最小負荷下的變形量（F1），曲度系數K=0.615/C（C 為旋繞比，可查相應的規范） ；Fn=n*Pn*D^3 /(0.125*G*d^4) F1=n*P1*D^3 /(0.125*G*d^4) 其中n為有效圈數，G為切變模量（這里取G=78000N/mm^2 ） D彈簧中徑mm d為彈簧絲直徑mm

F. 壓縮彈簧計算基本認知

我們都知道壓縮彈簧就是承受壓力的螺旋彈簧，它一般用料的截面基本都是圓形。壓縮彈簧一直廣泛用於我們的生活，不管是一些大型的設備或者小型的設備，都基本用上了壓縮彈簧。那麼知道一些關於壓縮彈簧計算的知識，是不是對於我們的生活有著許多的便利了。因為圓形彈簧使用較多，所以就簡單為大家介紹一下關於圓形壓縮彈簧計算的知識。下面和小兔一起去學習一下吧。

圓柱螺旋彈簧根據工作時受力不同又可分為:壓縮彈簧,拉伸彈簧和扭轉彈簧。此次掃盲我們只介紹圓柱螺旋彈簧。

圓柱螺旋壓縮彈簧各部分名稱及尺寸關系

此圖為圓柱螺旋壓縮彈簧各部分尺寸,圖中尺寸的意義如下

1.簧絲直徑d彈簧的鋼絲直徑(俗稱線徑或線徑)

2.彈簧外徑D彈簧的最大直徑(俗稱大徑,也有的公司用OD來表示外徑,知道就好,不要學這種壞習慣)3.彈簧內徑D1彈簧的最小直徑(俗稱小徑,也有的公司用ID來表示內徑,知道就好,不要學這種壞習慣)

4.彈簧中徑D2彈簧的平均直徑(俗稱中心徑,也有的公司用Dcen來表示外徑,知道就好,不要學這種壞習慣)5.節距t除兩端支撐圈外,彈簧上相鄰兩圈在相對應兩之間的軸向距離6.彈簧圈數彈簧圈數共有三種,即有效圈數n,支撐圈n2,和總圈數n1.7.自由高度H0彈簧在不受外力時的高度(或長度)，H0=nt+(n2-0.5)d

當然彈簧的參數遠遠不只這些，像一些疲勞特性計算,有效壽命的計算,載荷與變形屈服曲線,彈簧剛度有限元分析等,在掃盲班中就不做解釋了,放在後面提高班中再介紹。

接下來簡單介紹一下彈簧的加工藝:

我們常用碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹彈簧鋼以及銅合金、鎳合金和橡膠等材料來製作彈簧。彈簧的製造方法有冷卷法和熱卷法。彈簧絲直徑小於8毫米的一般用冷卷法，大於8毫米的用熱卷法。有些彈簧在製成後還要進行強壓或噴丸處理，可提高彈簧的承載能力。

我們回到正題,討論一下此次掃盲題的分析及計算:首先我們要搞清楚彈簧的剛度計算公式~彈簧剛度值我們用K來表示,單位是N/mm2

K=G*d^4/8*d2^3*n其中G是指材料的切變模量(俗稱彈性系數),此數據一般可通過查表獲得,也可以要求供應廠商提供材料物性表獲得.常見的像SUS631,SUS316,SUS304,SUS302等為70000N/mm2彈簧剛,65Mn等等約為80000N/mm2~

求得K值後後，我們還需獲得彈簧的作用長度L值，此長度由我們設計者來設計確定。

作用長度指彈簧的預壓長度+作用行程長度之和如一個彈簧由10壓縮至6,那麼它的作用長度則為4.如果還有預壓高度，也要一並算入作用長度。最後彈簧作用力P值為：P=K*L

具體的計算過程小兔就不多講了，畢竟大家都不是小學生了，而所有製造壓縮彈簧中，只要沒有嚴格的標准，只要是符舍設計要求的製造都是可行的。我們可以隨意改變彈簧線徑，有效圈數，自由高度，內徑等參數來調整彈簧作用力。但是對於一些嚴格要求的設備就不行了。好了，所有的介紹就到這里了，希望可以幫助大家，讓大家收獲一份知識。

G. 壓縮彈簧壓力計算公式

1、壓縮彈簧壓力計算公式

壓縮彈簧壓力一般指壓縮彈簧的彈力，壓縮彈簧壓力計算公式是k=Gd^4/8nD^3，其中G代表剪切彈性模量，碳鋼數值為80000，不銹鋼數值為72000。d代表線徑，n代表有效圈數，D代表中心直徑，k代表彈簧系數。

2、怎樣計算壓縮彈簧的力

一根彈簧，材料是不銹鋼304，長度是38mm，更大直徑是11.7mm，線徑是1.7mm，每一圈的距離是5.5mm，要把它的高度垂直擠壓到17mm，請問要用多少公斤的力？

計算方法為：

F=f*G*d^4/(8*n*D^3)

F：壓力，N

f：變形量，mm

G：材料的切變模量,MPa

d：鋼絲直徑，mm

n：彈簧有效圈數

D：彈簧中徑，mm

304,G=71000.

F=f*G*d^4/(8*n*D^3)

=(38-17)*71000*1.7^4/(8*38/5.5*10^3)

=225.3(N)

=23kgf

H. 壓縮彈簧彈力的計算公式

壓縮彈簧彈力的計算公式如下：

(8)壓縮彈簧設計計算擴展閱讀

壓縮彈簧彈力的相關情況

彈力的本質是分子間的作用力。其中的具體情況如下所示：

1、當物體被拉伸或壓縮時，分子間的距離便會發生變化，使分子間的相對位置拉開或靠攏。

2、這樣，分子間的引力與斥力就不會平衡，出現相吸或相斥的傾向。

3、而這些分子間的吸引或排斥的總效果，就是宏觀上觀察到的彈力。

4、如果外力太大，分子間的距離被拉開得太多，分子就會滑進另一個穩定的位置。

5、即使外力除去後，也不能再回到復原位，就會保留永久的變形。

I. 誰能告訴我壓縮彈簧的計算公式

有一個WORLD文檔，我把它生成圖片，供你參考：

******************************************

壓縮彈簧的壓縮極限是指該彈簧所能夠承受的最大壓力。超過這個壓力彈簧就會變形（失效）可以通過設計計算來確定它的極限力。或者根據已知的彈簧，來復核它所能夠承受的極限壓力。它的計算方法是：（如圖片所示公式）

J. 求助﹕壓縮彈簧的力值如何計算

壓力彈簧 壓力彈簧的設計數據，除彈簧尺寸外，更需要計算出最大負荷及變位尺寸的負荷；彈簧常數：以k表示，當彈簧被壓縮時，每增加1mm距離的負荷(kgf/mm)；彈簧常數公式（單位：kgf/mm）：K=(G×ｄ４)／（８×Ｄｍ３×Ｎｃ） G=線材的鋼性模數：琴鋼絲G=8000 ；不銹鋼絲G=7300；磷青銅線G=4500 ；黃銅線G=3500d=線徑Do=OD=外徑Di=ID=內徑Dm=MD=中徑=Do-dN=總圈數Nc=有效圈數=N-2彈簧常數計算範例:線徑=2.0mm , 外徑=22mm , 總圈數=5.5圈 ,鋼絲材質=琴鋼絲 K=(G×ｄ４)／（８×Ｄｍ３×Ｎｃ）＝（８０００×２４）／（８×２０３×３．５）＝０．５７１ｋｇｆ／ｍｍ拉力彈簧拉力彈簧的 k值與壓力彈簧的計算公式相同。拉力彈簧的初張力：初張力等於適足拉開互相緊貼的彈簧並圈所需的力，初張力在彈簧卷製成形後發生。拉力彈簧在製作時，因鋼絲材質、線徑、彈簧指數、靜電、潤滑油脂、熱處理、電鍍等不同，使得每個拉力彈簧初始拉力產生不平均的現象。所以安裝各規格的拉力彈簧時，應預拉至各並圈之間稍為分開一些間距所需的力稱為初張力。初張力=P-（k×F1）=最大負荷-（彈簧常數×拉伸長度）扭力彈簧彈簧常數：以 k 表示,當彈簧被扭轉時，每增加1°扭轉角的負荷(kgf/mm).彈簧常數公式（單位：kgf/mm）: K=(Ｅ×ｄ４)／（１１６７×Ｄｍ×ｐ×Ｎ×Ｒ）E=線材之鋼性模數：琴鋼絲E=21000 ,不銹鋼絲E=19400 ,磷青銅線E=11200,黃銅線E=11200d=線徑Do=OD=外徑Di=ID=內徑Dm=MD=中徑=Do-dN=總圈數R=負荷作用的力臂p=3.1416