怎样计算弹簧的力

怎样计算弹簧的力？

已有一根弹簧，长度是38mm，最大直径是11.7mm，线径是1.7mm，每一圈的距离是5.5mm，要把它的高度垂直挤压到17mm，请问要用多少公斤的力？

1. 压力弹簧

压力弹簧的设计数据，除弹簧尺寸外，更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷；

弹簧常数：以k表示，当弹簧被压缩时，每增加1mm距离的负荷(kgf/mm)；

弹簧常数公式（单位：kgf/mm）：K=(G×d4)／（8×Dm3×Nc）

G=线材的钢性模数：琴钢丝G=8000 ；不锈钢丝G=7300；磷青铜线G=4500 ；黄铜线

G=3500

d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-d N=总圈数Nc=有效圈数=N-2

弹簧常数计算范例:线径=2.0mm , 外径=22mm , 总圈数=5.5圈,钢丝材质=琴钢丝

K=(G×d4)／（8×Dm3×Nc）＝（8000×24）／（8×203×3．5）＝0．571kgf／mm

K=(G×d4)／（8×Dm3×Nc）＝（8000×0.84）／（8×6.63×2）＝1.34kgf／mm

3276.8/4599.936=0.712358 预压量0.65

固定时的压缩量为2mm

2. 拉力弹簧

拉力弹簧的k值与压力弹簧的计算公式相同。

拉力弹簧的初张力：初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力，初张力在弹簧卷制成形后发生。

拉力弹簧在制作时，因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同，使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。所以安装各规格的拉力弹簧时，应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。

初张力=P-（k×F1）=最大负荷-（弹簧常数×拉伸长度）

3. 扭力弹簧

弹簧常数：以k 表示,当弹簧被扭转时，每增加1°扭转角的负荷(kgf/mm).

弹簧常数公式（单位：kgf/mm）: K=(E×d4)／（1167×Dm×p×N×R）

E=线材之钢性模数：琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200,黄铜线

E=11200

d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数R=负荷作用的力臂

p=3.1416。