圆柱弹簧的设计与计算
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150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 320
340 360 380 400 420 450 480 500 520 550 580 600
620 650 680 700 720 750 780 800 850 900 950 1000
材料直径
d /mm 旋绕比C
115 120 125 130 135 140 145 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 300 320 340 360 380 400 450 500 550 600 650 700
表8 有效圈数n（圈） 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.25 4.5 4.75 压缩弹簧 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 15 16 18 20 22 25 28 30 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 拉伸弹簧 14 15 16 17 18 19 20 22 25 28 39 35 40 45 50 55 60 65 70 80 90 100
表9 自由高度H0（mm） 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 22 24 26 28 30 32 35
38 40 42 45 48 50 52 55 58 60 65 70 压缩弹簧
75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 130 140 （推荐使用）
圆钩环
圆钩环压中心
表5 扭转弹簧（N）
简
图
端部结构型式 外臂扭转弹簧
内臂扭转弹簧
中心臂扭转弹簧
NⅣ
平列双扭弹簧
NⅤ
直臂扭转弹簧
NⅥ
单臂弯曲扭转弹簧
二、普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列（摘自GB/T1358-1993）表6 弹簧材料截面直径d（mm）
0.1 0.12 0.14 0.16 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.6
圆柱弹簧的设计与计算
一、 圆柱螺旋弹簧的型式、代号及参数系列
用冷卷或热卷制作的圆柱螺旋弹簧的典型端部结构型式有及代号见表1～表5。
表1 冷卷压缩弹簧（Y）
代号 YⅠ
简
图
端部结构型式 两端圈并紧并磨平
两端圈并紧不磨 YⅡ
两端圈不并紧 YⅢ
代号 RYⅠ
RYⅡ
表2 热卷压缩弹簧（RY）
简
图
端部结构型式 两端圈并紧并磨平
表10 旋绕比C的荐用值（摘自GB/T1239.6-1992）
0.2～0.4 0.5～1.0 1.1～2.2 2.5～6.0 7.0～16
7～14
5～12
5～10
4～9
4～8
≥18 4～16
三、弹簧材料及许用应力 弹簧多数在变应力下工作，它的性能和使用寿命在很大程序上取决于材料的选择。要求材料具有较
工作温度/℃
150
200
0.96
0.95
0.99
0.98
0.95
0.94
0.95
0.94
250 0.94 0.98 0.92 0.92
表12 弹簧的许用应力（摘自GB/T1239.6－1992）
钢丝类型 或材料
不锈钢丝
油淬火回火钢 碳素钢丝琴钢
丝
丝
青铜线
压缩 弹簧 许用 切应
力
Ⅲ类 （）
Ⅱ类
0.55 (0.40～0.47)
表7 弹簧中径D（mm） 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.5 2.8 3 3.5 3.8 4 4.2 4.5 5 5.5 6
6.5 7 7.5 8 8.5 9 10 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 38 42 45 48 50 52 55 58 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110
d）当工作温度超过60℃时，应对切应变模量G进行修正，其修正公式为
式中：G──常温下的切变模量；Gt──工作温度下的切变模量；Kt──温度修正系数，其值从表11中查 取。
表11 切变模量G的温度修正系数Kt（摘自GB/T1239.6－1992）
材料
铬钒钢 硅锰钢 不锈钢 青铜
≤60 1 1 1 1
（3）弹簧的许用应力
两端圈制扁并紧磨平或不 磨
代号 LⅠ
LⅡ LⅢ
表3 冷卷拉伸弹簧（L）
简
图
端部结构型式 半圆钩环
圆钩环 圆钩环压中心
LⅣ LⅤ LⅥ LⅦ LⅧ
代号 RLⅠ RLⅡ RLⅢ
代号 NⅠ NⅡ NⅢ
偏心圆钩环
长臂半圆钩环 长臂小圆钩环
可调式拉簧 两端具有转钩环
表4 热卷拉伸弹簧（RL）
简
图
端部结构型式 半圆钩环
高的疲劳极限、屈服点和足够的冲出韧度。对热成型的弹簧还要求材料有良好的淬透性、低的过热敏感 性和不易脱碳等性能。
（1）圆柱螺旋弹簧按所受载荷分类 圆柱螺旋弹簧按所受载荷的情况分为三类：
Ⅰ类──受循环载荷作用次数在1×106次以上的弹簧；
Ⅱ类──受循环载荷作用次数在1×103～1×106次范围内及受冲出载荷的弹簧；
0.7 0.8 第一系列
56
0.9 1 8 10
1.2 1.6 2 2.5 3 3.5 4 4.5 12 16 20 25 30 35 40 45
50 60 70 80 0.08 0.09 0.18 0.22 0.28 0.32 0.55 0.65 1.4 1.8 2.2 2.8
第二系列 3.2 4.2 5.5 6.5 7 9 11 14 18 22 28 32 38 42 55 65
Ⅲ类──受静载荷及受循环载荷作用次数在1×103次以下的弹簧；
三类弹簧的许用切应力 和许用弯曲应力 有的值，按表12选取。
（2）对许用应力的修正 在选取材料和确定许用应力时，遇到下列情况应作适当的修正：
a）对重要的弹簧，其损坏对整个机械有重大影响时，许用应力应适当降低； b）经强压处理的弹簧，能提高其疲劳极限，对改善载荷下的松弛有明显效果，可适当提高许用应 力； c）经喷丸处理的弹簧，也能提高疲劳强度或疲劳寿命，其许用应力可提高20%；
0.5
0.45
(0.38～0.45) (0.34～0.38)
0.4 (0.30～0.35)
65Mn
570 455
55Si2Mn
Fra Baidu bibliotek55Si2MnB
340 360 380 400 420 450 480 500 520 550 580 600
620 650 680 700 720 750 780 800 850 900 950 1000
材料直径
d /mm 旋绕比C
115 120 125 130 135 140 145 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 300 320 340 360 380 400 450 500 550 600 650 700
表8 有效圈数n（圈） 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.25 4.5 4.75 压缩弹簧 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 15 16 18 20 22 25 28 30 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 拉伸弹簧 14 15 16 17 18 19 20 22 25 28 39 35 40 45 50 55 60 65 70 80 90 100
表9 自由高度H0（mm） 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 22 24 26 28 30 32 35
38 40 42 45 48 50 52 55 58 60 65 70 压缩弹簧
75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 130 140 （推荐使用）
圆钩环
圆钩环压中心
表5 扭转弹簧（N）
简
图
端部结构型式 外臂扭转弹簧
内臂扭转弹簧
中心臂扭转弹簧
NⅣ
平列双扭弹簧
NⅤ
直臂扭转弹簧
NⅥ
单臂弯曲扭转弹簧
二、普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列（摘自GB/T1358-1993）表6 弹簧材料截面直径d（mm）
0.1 0.12 0.14 0.16 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.6
圆柱弹簧的设计与计算
一、 圆柱螺旋弹簧的型式、代号及参数系列
用冷卷或热卷制作的圆柱螺旋弹簧的典型端部结构型式有及代号见表1～表5。
表1 冷卷压缩弹簧（Y）
代号 YⅠ
简
图
端部结构型式 两端圈并紧并磨平
两端圈并紧不磨 YⅡ
两端圈不并紧 YⅢ
代号 RYⅠ
RYⅡ
表2 热卷压缩弹簧（RY）
简
图
端部结构型式 两端圈并紧并磨平
表10 旋绕比C的荐用值（摘自GB/T1239.6-1992）
0.2～0.4 0.5～1.0 1.1～2.2 2.5～6.0 7.0～16
7～14
5～12
5～10
4～9
4～8
≥18 4～16
三、弹簧材料及许用应力 弹簧多数在变应力下工作，它的性能和使用寿命在很大程序上取决于材料的选择。要求材料具有较
工作温度/℃
150
200
0.96
0.95
0.99
0.98
0.95
0.94
0.95
0.94
250 0.94 0.98 0.92 0.92
表12 弹簧的许用应力（摘自GB/T1239.6－1992）
钢丝类型 或材料
不锈钢丝
油淬火回火钢 碳素钢丝琴钢
丝
丝
青铜线
压缩 弹簧 许用 切应
力
Ⅲ类 （）
Ⅱ类
0.55 (0.40～0.47)
表7 弹簧中径D（mm） 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.5 2.8 3 3.5 3.8 4 4.2 4.5 5 5.5 6
6.5 7 7.5 8 8.5 9 10 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 38 42 45 48 50 52 55 58 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110
d）当工作温度超过60℃时，应对切应变模量G进行修正，其修正公式为
式中：G──常温下的切变模量；Gt──工作温度下的切变模量；Kt──温度修正系数，其值从表11中查 取。
表11 切变模量G的温度修正系数Kt（摘自GB/T1239.6－1992）
材料
铬钒钢 硅锰钢 不锈钢 青铜
≤60 1 1 1 1
（3）弹簧的许用应力
两端圈制扁并紧磨平或不 磨
代号 LⅠ
LⅡ LⅢ
表3 冷卷拉伸弹簧（L）
简
图
端部结构型式 半圆钩环
圆钩环 圆钩环压中心
LⅣ LⅤ LⅥ LⅦ LⅧ
代号 RLⅠ RLⅡ RLⅢ
代号 NⅠ NⅡ NⅢ
偏心圆钩环
长臂半圆钩环 长臂小圆钩环
可调式拉簧 两端具有转钩环
表4 热卷拉伸弹簧（RL）
简
图
端部结构型式 半圆钩环
高的疲劳极限、屈服点和足够的冲出韧度。对热成型的弹簧还要求材料有良好的淬透性、低的过热敏感 性和不易脱碳等性能。
（1）圆柱螺旋弹簧按所受载荷分类 圆柱螺旋弹簧按所受载荷的情况分为三类：
Ⅰ类──受循环载荷作用次数在1×106次以上的弹簧；
Ⅱ类──受循环载荷作用次数在1×103～1×106次范围内及受冲出载荷的弹簧；
0.7 0.8 第一系列
56
0.9 1 8 10
1.2 1.6 2 2.5 3 3.5 4 4.5 12 16 20 25 30 35 40 45
50 60 70 80 0.08 0.09 0.18 0.22 0.28 0.32 0.55 0.65 1.4 1.8 2.2 2.8
第二系列 3.2 4.2 5.5 6.5 7 9 11 14 18 22 28 32 38 42 55 65
Ⅲ类──受静载荷及受循环载荷作用次数在1×103次以下的弹簧；
三类弹簧的许用切应力 和许用弯曲应力 有的值，按表12选取。
（2）对许用应力的修正 在选取材料和确定许用应力时，遇到下列情况应作适当的修正：
a）对重要的弹簧，其损坏对整个机械有重大影响时，许用应力应适当降低； b）经强压处理的弹簧，能提高其疲劳极限，对改善载荷下的松弛有明显效果，可适当提高许用应 力； c）经喷丸处理的弹簧，也能提高疲劳强度或疲劳寿命，其许用应力可提高20%；
0.5
0.45
(0.38～0.45) (0.34～0.38)
0.4 (0.30～0.35)
65Mn
570 455
55Si2Mn
Fra Baidu bibliotek55Si2MnB