拉簧及扭簧弹力、刚度计算公式

拉簧及扭簧弹力、刚度计算公式
一、拉伸弹簧弹力、刚度计算公式
1.拉伸弹簧一已知自由长度，弹簧刚度和初始拉力时，某一工作长度负荷的计算公式如下：
P=(Rx F)+I.T.
P是指负荷（磅）；
R是指弹簧刚度（磅／英寸）；
F是指距自由长度的变形量；
I.T.是指初拉力。

例如：已知自由长度为1英寸、刚度为6.9磅／英寸和初始张力为0.7磅，工作长度为1.500英寸时，负荷计算公式如下：
P= [6.9 x(1.500-1.000)l+0.7= (6.9x 0.500) +0.7= 3.45+0.7= 4.15磅
2．如何计算刚度一弹簧刚度是指使弹簧产生单位变形的负荷，可通过以下步骤测试：
1>弹簧变形约为最大变形的20%（自由长度藏去压并高度）时，测量弹簧负荷(P1)及弹簧长度(L1)。

2>弹簧变形不超过最大变形的80%时，测量弹簧负荷(P2)及弹簧长度(L2)。

务必确保弹簧长度为L2时任意两个簧圈（闭合收口除外）都没有发生接触。

3>计算刚度(R)（磅／英寸）R=(P2-P1)/(L1-L2)
二、扭簧设计需要的技术参数
扭簧的工作状态和拉伸弹簧及压缩弹簧有所不同，其更为复杂和多变，其中包括了很多参数指标，下面一一讲解：
d (弹簧线径) :该参数描述了弹簧线的直径，也就是我们说的弹簧钢丝的粗细，默认单位mm。

Dd (心轴最大直径)：该参数描述的是工业应用中弹簧轴的最大直径，公差±2%。

D1 (内径): 弹簧的内径等于外径减去两倍的线径。

扭簧在工作过程中，内径可以减小到心轴直径，内径公差±2%。

D (中径): 弹簧的中径等于外径减去一个线径。

D2 (外径) : 等于内径加上两倍的线径。

扭簧在工作过程中，外径将变小，公差(±2%±0.1)mm。

L0 (自然长度)：注意：在工作过程中自然长度会减小，公差±2%。

Tum (扭转圈数)：弹簧绕制的圈数，圈数的不同直接影响扭簧的性能。

扭簧的圈数越多扭力越小。

deg (原始角度)：扭簧的两个扭脚之间的原始角度。

上图的原始角度为180°。

X1 (支承长度): 这是从弹簧圈身中轴到弹簧支承的长度，一般工作中是固定不动的，也就是我们所说的固定力臂，公差±2%。

X2 (施力长度)：这是从弹簧圈身中轴到弹簧施力点的长度，一般工作中是转动的，也就是我们所说的施力力臂，公差±2%。

A1 (工作扭转角度):扭转弹簧的在工作中扭转的角度。

An (最大扭转角度):扭转弹簧的最大扭转角度。

F1 (工作负荷)：扭簧在工作角度A1时作用在扭转弹簧支承上的作用力。

Fn (最大负荷)：允许作用在扭转弹簧支承上的最大力，对应的是An 最大扭转角度时所需的作用力。

M1 (工作扭矩): 扭簧在工作角度A1时允许扭矩(牛顿*毫米)。

Mn (最大扭矩): 最大允许扭矩(牛顿*毫米)，对应的是An最大扭转角度时的允许扭矩。

K (弹簧刚度): 这个参数确定弹簧工作时的阻力。

单位牛顿 * 毫米/度，公差±15%。

A1 & F1 & M1 :(扭转角度，负荷和扭矩) : 以下公式可算出扭转角度A1 = M1/R. 知道负荷，可用公式M = F*Ls计算扭矩。

支承位置：扭转弹簧的支承有四个位置：0°, 90°,180°和 270°。

螺旋方向 : 右旋弹簧反时针方向旋，左旋弹簧顺时针方向旋。

我们的所有弹簧两种旋向都可生产。

扭转弹簧（Torsion Spring）为所有弹簧类别中设计原理较为复杂的一种，型式的变化亦相当活泼，故设计时所涉及的理论也最为繁琐。