圆柱弹簧的设计计算
(一)几何参数计算
普通圆柱螺旋弹簧的主要几何尺寸有：外径D、中径D2、内径D1、节距p、螺旋升角α与弹 簧丝直径d。由如下图圆柱螺旋弹簧的几何尺寸参数图可知，它们的关系为：
式中弹簧的螺旋升角α，对圆柱螺旋压缩弹簧一般应在5°～9°X围内选取。弹簧的旋向可以是右旋或左旋，但无特殊要求时，一般都用右旋。
圆柱螺旋弹簧的几何尺寸参数
普通圆柱螺旋压缩与拉伸弹簧的结构尺寸计算公式见表(普通圆柱螺旋压缩与拉伸弹簧的结构尺寸〔mm〕计算公式)。
普通圆柱螺旋压缩与拉伸弹簧的结构尺寸〔mm〕计算公式 计算公式 参数名称与代号 压缩弹簧 中 径D2 内 径D1 外 径D 旋绕比C D2=Cd D1=D2-d D=D2+d C=D2/d 拉伸弹簧 备注 按普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列表取标准值 压缩弹簧长细比b=H0/D2 b H0≈pn+(1.5～2)d 自由高度或长度H0 〔两端并紧，磨平〕 H0≈pn+(3～3.5)d 〔两端并紧，不磨平〕 工作高度或长度 Hn=H0-λn H1,H2,…,Hn 有效圈数n n1=n+(2～2.5)〔冷卷〕 总圈数n1 n1=n+(1.5～2) 〔YII型热卷〕 p=(0.28～0.5)D2 δ=p-d L=πD2n1/cosα α=arctg(p/πD2) b在1～5.3的X围内选取 H0=nd+钩环轴向 长度 Hn=H0+λn λn--工作变形量 n≥2 拉伸弹簧n1尾数为1/4,1/2,3/4整圈。推荐用1/2圈 对压缩螺旋弹簧，推荐 α=5°～9° 根据要求变形量按式〔16-11〕计算 n1=n 节 距p 轴向间距δ 展开长度L 螺旋角α p=d L≈πD2n+钩环展开长度 (二)特性曲线
弹簧应具有经久不变的弹性，且不允许产生永久变形。因此在设计弹簧时，务必使其工作应力在弹性极限X围内。在这个X围内工作的压缩弹 簧，当承受轴向载荷P时，弹簧将产生相应的弹性变 形，如右图a所示。为了表示弹簧的载荷与变形的关系，取纵坐标表示弹簧承受的载荷，横坐标表示弹簧的变形，通常载荷和变形成直线关系(右图b)。 这种表示载荷与变形的关系的曲线称为弹簧的特性曲线。对拉伸弹簧，如图<圆柱螺旋拉伸弹簧的特性曲线> 所示，图b为无预应力的拉伸弹簧的特性曲线；图c为有预应力的拉伸弹簧的特性曲线。
右图a中的H0是压缩弹簧在没有承受外力时的自由长度。弹簧在安装时，通常预加一个压力 Fmin，使它可靠地稳定在安装位置上。Fmin称为弹簧的最小载荷(安装载荷)。在它的作用下，弹簧的长度 被压缩到H1其压缩变形量为λmin。Fmax为弹簧承受的最大工作载荷。在Fmax作用下，弹簧长度减到H2， 其压缩变形量增到λmax。λmax
与λmin的差即为弹簧的 工作圆柱螺旋压缩弹簧的特性曲线 行程h,h=λmax-λmin。 Flim为弹簧的极限载荷。在该力的作用下，弹簧丝内的应力达到了材料的弹性极限。与Flim对应的弹簧长度为H3，压缩变形量为λlim。
圆柱弹簧地设计计算
