弹簧（压簧）力度计算与设计
弹簧（压簧）力度计算与设计
不同类型的弹簧在工程应用中各有特点
弹簧是依靠弹性原理工作的机械部件的一种。 通常采用弹簧钢制作。通过弹性特性可以实现对机件运动的控制、减缓冲击或震动、储存能量以及测量力的大小。这些功能使得弹簧在机械设备和仪表装置中有广泛的应用。
弹簧的种类
常见的是以下三种：**压缩弹簧( press spring ) 〉〉拉伸 弹簧(tension 〉〉 弹) 和扭力 弹( torsion 〉〉 弹) ** 。此外还包括气门 弹( gate 〉〉spring ) 悬架 弹( mounting 〉〉spring ) 等
什么是弹性系数
弹性系数（k），即刚度系数或劲度系数。它表示形变单位长度时所施加的力的大小。k值越大，则弹簧每单位长度所受的力越大；或者说该弹簧越硬健。劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）1米所需要施加的作用力。
弹簧的材料
参照GB/T 13304《钢分类》标准，在基本性能和使用特性的划分下，弹簧钢被归为机械结构用途的钢材；按质量等级划分，则被视为高要求的特殊质量钢，在加工制造过程中需实施严格的质量管控以确保性能指标达标。
在一些特殊场景下进行处理时,例如当遇到pH值偏高且湿度较高的条件下,也常常用不锈钢材料来制造弹簧
常用材料与用途
1.不锈钢线 ：
SUS202、SUS304、WPB（美标）：耐热耐蚀，回火温度300-480度，热处理后显米灰色/亮白色，单价中等，弹性(剪切)模量~7200
2. 碳钢丝：
经冷拉处理的高强度钢丝产品中包含SWC和SWB两类：这类材料具有较高的强度但较低的耐腐蚀能力，在制造过程中对精度要求相对较低；由于其刚性较差且脆性明显，在使用时需要注意其局限性；经过回火处理后呈现出茶色、淡青色或褐色等色调；与同类产品相比其成本相对较低
3.琴刚线 :
SWPA、SWPB：具有卓越的耐疲劳性能和较高的精度水平。通常需经过表面处理或防锈处理以延长使用寿命。常用于开关弹簧领域，在热处理过程中温度控制在200-400度之间较为理想。该种材料的成本较高，并具有剪切弹性模量值为8200左右。
4. 玻铜线C1720W、磷青铜C5191W：
单价较高，综合性能优
弹性系数与哪些因素有关
1.弹簧的弹性系数与弹簧的外径成反比，也就是弹簧的外径越大，那么他的弹性系数越小。
2.弹簧的弹性系数K值与弹簧的线径的4次方成正比。
3.弹簧的弹性系数K值与弹簧的材料的弹性模量成正比。
4.弹簧的弹性系数K值与弹簧的有效圈数成反比。
因此在此基础上我们可以展开讨论在弹簧设计过程中基于上述关系式进行分析与计算从而优化弹簧的结构参数以适应特定要求。
弹簧力度设计与计算
1.弹簧丝直径d：制造弹簧的钢丝直径。
2.弹簧外径D2：弹簧的最大外径。
3.弹簧内径D1：弹簧的最小外径。
4.弹簧中径D：弹簧的平均直径。它们的计算公式为：D=（D2+D1）÷2=D1+d=D2－d
- 应力修正系数 t：不包括支撑圈部分，在中径平面上相邻两圈对应点之间的轴向距离称为节距，并记为 t
6.有效圈数n：弹簧能保持相同节距的圈数。
支撑圈数n₂的作用是为了使弹簧在工作时受力均匀地分布于各处，在制造过程中通常会将弹簧两端进行并紧处理，并紧的圈数仅用于提供必要的支撑功能；这些被并紧的圈数通常包括1.5T、2T和2.5T的具体数值
8.总圈数n1:有效圈数与支撑圈的和。即n1=n+n2.
9.自由高H0：弹簧在未受外力作用下的高度。由下式计算：H0=nt+(n2-0.5）d=nt+1.5d(n2=2时）
弹簧展开长度L定义为所用钢丝的总长度。其中n1代表压簧数量,n2代表拉簧数量,钩部展开长度则由拉簧或压簧决定。
11.螺旋方向：有左右旋之分，常用右旋，图纸没注明的一般用右旋。
12.弹簧旋绕比：中径D与钢丝直径d之比。
F= k * s * g
弹簧收尾设计
A. 端 部 为 非 刚 性 连 接 且 表 面 未 抛 光 处 理
B. 端 部 为 非 刚 性 连 接 但 表 面 加 工 成 正 交 平 面
C. 端 部 为 刚 性 固 定 而 表 面 未 抛 光 处 理
D. 端 部 为 刚 性 固 定 并 加 工 成 正 交 平 面