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、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、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：   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。   5、旋转 弹簧的旋向规定为右旋。当需要左旋时，应在标记中注名“左”。   6、表明处理   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，但也可以进行镀锌、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、形式、尺寸、标准编号，材料牌号以及表面处理组成，规定如下：   名称 形式、尺寸、精度及旋转 标准编号 材料牌号 表面处理   7.2标记示例 例1：YⅠ型弹簧，材料直径0.20mm，弹簧中径2.50mm，自由高度6mm，左旋，刚度、外径和自由高度的精度为2级，材料为碳素弹簧钢丝B组，表面镀锌处理。 标记：YⅠ0.20*2.50*6-2左 GB1973.3——89-D-Zn 例2：YⅡ型弹簧，材料直径0.40mm，弹簧中径2.50mm，自由高度5mm，右旋，刚度、外径和自由高度的精度为3级，材料为弹簧用不锈钢丝B组。 标记：YⅡ0.40*2.50*5 GB1973.3--89-S   8、计算方法   8.1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)   最小套筒直径(mm):DTmin=1.2(D+d)   注：ρ为弹簧材料密度，取ρ=7.85*10-6 Kg/mm³ 。   本标准适用于受变负荷作用次数在10³次以下的以及受变负荷作用次数在 10³~10 次或冲击负荷的普通圆柱螺旋弹簧。   1.弹簧的型号、尺寸、参数按图及表1的规定。   2.弹簧材料直径为0.5-8mm，用碳素弹簧钢丝Ⅱ组，亦可采用碳素弹簧钢丝Ⅱa组，如果采用采用碳素弹簧钢丝Ⅱa组时，需在标记中注明。   3.弹簧的负荷、外径、自由长度按GB 1239-76《普通圆柱螺旋弹簧》规定的3级精度。如需按2级精度制造时，加注符号2。   4.弹簧的旋向规定为右旋，左旋应在标记中注明。   5.弹簧表面应氧化处理，如要求赌锌、镀铬、磷化等金属镀层及化学处理时，应在标记中注明。其标记方法按GB 1238—76《金属镀层及化学处理表示方法》的规定。   6.弹簧钩环开口宽度a =D2/5   7.弹簧的标记由名称、型式与尺寸、标准编号、材料牌号以及表面处理组成。标记示例：   (1)材料直径2.5mm,弹簧中径16mm,自由长度67.3mm，负荷、外径、自由长度精度为2级，材料为碳素弹簧钢丝Ⅱa组，表面氧化处理的B型左旋弹簧： 拉簧 B2.5* 16*67.3-2左 GB 2087—80·Ⅱa   (2)材料直径1mm,弹簧中径7mm,自由长度22.5mm，材料为碳素弹簧钢丝Ⅱ组，表面镀锌处理的A型弹簧： 拉簧 1* 7* 22.5 GB 2087—80-D·Zn   8.弹簧的其他技术要求按GB 1239—76的规定。   9.弹簧的主要尺寸参数按表2的规定。   10、计算方法：   标准中的计算采用如下基本公式：   切应力(N/mm)：r=(8PD2K)/(πd³)   变形量(mm)：F=(8PD2³n)/(Gd4)   四、圆柱螺旋拉伸弹簧(圆钩环压中心型)尺寸及参数   1.1技术要求弹簧材料直径为0.5~8mm，用碳素弹簧钢丝C级，亦可采用碳素钢丝B级或D级。如采用碳素弹簧钢丝B级或D级时，需在标记中注明。   1.2 制造精度弹簧的负荷、外径和自由长度一般按GB 1239.1的规定选用。   1.3 表面处理弹簧表面一般应进行氧化处理，但也可进行镀锌、金属镀层及化学处理，其标记方法应按GB1238的规定。   1.4 弹簧钩环开口宽度a为0.25D~0.35D，或钩环钩部长度按GB1239.1的规定。   1.5 弹簧其他技术要求，按GB 1239.1的规定。   2、标记   2.1弹簧的标记由名称、类型、尺寸、标记编号以及表面处理组成。   2.2标记示例   例1：L Ⅲ型弹簧，材料直径为1mm，弹簧中径为5mm，自由长度为18mm，材料为碳素弹簧钢丝C级，表面镀锌处理的A型左旋弹簧：   L ⅢA 1*5*18 左 GB/T 2088-D·Zn   例2：L Ⅲ型弹簧，材料直径为2.5mm，弹簧中径为16mm，自由长度为82mm，负荷、外径、自由长度精度为2级，材料为碳素弹簧钢丝D级，表面镀锌处理的B型左旋弹簧   L ⅢB 2.5*16*82.2 GB/T 2088 HY   3、计算方法   3.1标准中的计算采用如下基本公式：   试验负荷下变形量：Fs=(πD²n)/(Gd)τs,mm   弹簧刚度：P’ =P/F=(Gd4)/(8D3n),N/mm   初拉力：P。=(πd3)/(8D)τ。,N   曲度系数：K=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C   旋转比：C=D/d   自由长度：H。= (n + 1.5)d + 2Dι，mm   展开长度：L ≈ πDn + 钩环展开部分，mm   弹簧质量：m=(πd²)/4 L·ρ,kg   式中：ρ为弹簧材料的密度，取ρ= 7.8 * 10-6 kg/mm3   五、圆柱螺旋压缩弹簧(两端圈并紧磨平或锻平型)尺寸及参数   1、 弹簧类型   1.1 弹簧类型分为两端圈并紧磨平型和两端圈并紧锻平型。   1.2 工作图样的绘制按GB 4459.4 的规定。   2、技术要求   2.1 材料 弹簧材料直径为为0.5~50mm，当材料直径小于或等于10mm时(采用冷卷工艺)，用GB4357中C级钢丝；当材料直径大于10mm时(采用热卷工艺)，用GB1222中60Si2MnA。   2.2 芯轴及套筒 弹簧如需要设置芯轴、套筒时，其尺寸按图3及表的规定。   2.3 制造精度   2.3.1 冷卷或热卷弹簧的刚度、外径、自由高度及垂直度均按GB1239.2或GB1239.4的规定选用。   2.4 表面处理 采用C级碳素弹簧钢丝制造的冷卷弹簧，应进行表面氧化处理或电镀处理。采用60Si2MnA制造的热卷弹簧，表面应进行涂漆处理。   2.5 弹簧其它技术要求 按GB1239.2或GB1239.4的规定。   3、标记   3.1 标记方法 弹簧的标记由名称、型式、尺寸、标准编号、材料牌号以及表面处理组成。   3.2标记示例   例1：YA 型弹簧，材料直径为1.2mm，弹簧中径为8mm，自由高度为40mm，刚度、外径、自由高度为2级，材料为碳素弹簧钢丝B级，表面镀锌处理的左旋弹簧。   标记：YA 1.2*8*40-2 左 GB/T 2089-94B级-D-Zn   例2：YB型弹簧，材料直径为30mm，弹簧中径为150mm，自由高度为320mm，材料为60Si2MnA，表面涂漆处理的右旋弹簧   标记：YB 30*150*320 GB/T 2089-94   4.计算方法   实验切应力：τ2=(8PsD)/(πd³),N/mm²   许用切应力：[τ]=(8PDK)/πd3,N/mm²   工作负荷: P=(Gd4)/(8D²n),N   试验负荷下变形量：Fs=(τsπD²n)/(Gd),mm   弹簧刚度：P’ =P/F=(Gd4)/(8Dn3),N/mm   曲度系数：K=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C   旋绕比：C=D/d   自由高度：H。≈ Hb +Fs ，mm 式中：Hb=(n+2)d,mm   表中：最小允许负荷下的变形量：F1取20%Fs,mm   最大允许负荷下的变形量：F2取80%Fs,mm   弹簧材料展开长度：L≈πD(n +2),mm   弹簧质量：m≈πD(n +2) *(πd²) /(4) ——ρ,kg   式中：ρ为弹簧材料的密度，并取ρ= 7.8 * 10-6 kg/mm3   六、普通圆柱螺旋拉伸弹簧(圆钩环型)尺寸   1．弹簧的旋向规定为右旋。   2．弹簧表面应氧化处理。   3．弹簧钩环开口宽度a = D2 /3 。   4．弹簧主要尺寸、参数按表2的规定。   5．实验方法   5.1 表2中的材料直径d、弹簧中径D2 、工作极限负荷Pj、有效圈数n、自由长度H。为考核项目。   5.2 将弹簧拉伸至工作极限负荷下的长度Hj时，检查其工作极限负荷Pj的偏差。计算工作极限负荷下的长度的公式：H1=H2+Fj(P。/ P’)   6．弹簧的其它技术要求按GB1239的规定。   7．弹簧的标记由名称、型式与尺寸、标准编号、材料牌号以及表面处理组成，规定如下：名称 型式、尺寸、精度及旋向 标准编号 材料牌号 表面处理   7.1 采用B型弹簧应在标记中注明。   7.2 如需按2级精度制造时，应在标记中注明。   7.3 弹簧的旋向为左旋时，应在标记中注明。   7.4 材料采用碳素弹簧钢丝Ⅱa组时，需在标记中注明。   7.5 如果要求镀锌、镀镉、磷化等金属镀层及化学处理时，应在标记中注明。其标记方法按GB1238-76《金属镀层及化学处理表示方法》的规定。   7.6 标记示例   例1：材料直径为2.5mm，弹簧中径为16mm，自由长度为78.9mm，负荷、外径、自由长度为2级，材料为碳素弹簧钢丝Ⅱa组，表面氧化处理的B型拉簧。   拉簧 B2.5*16*78.9-2 GB4142-84·Ⅱa   例2：材料直径为1mm，弹簧中径为5mm，自由长度为16.7mm，材料为碳素弹簧钢丝Ⅱ2组，表面镀锌处理的A型拉簧。   拉簧 1.0*5*16.7 左 GB4142-84-D·Zn