機(jī)械彈簧設(shè)計公式計算方法

定義：由螺旋纏繞的圓線制成的機(jī)械彈簧每確定的移動距離恒定的力率。機(jī)械彈簧由線圈組成。這些機(jī)械彈簧能夠通過其線圈施加的恒定力取決于許多物理尺寸，有時還取決于彈簧可能進(jìn)行的定制修改。機(jī)械彈簧有不同類型。機(jī)械壓縮彈簧，機(jī)械拉伸彈簧，機(jī)械扭力彈簧和機(jī)械錐形錐形彈簧。由于外徑的變化，機(jī)械圓錐彈簧不能在每行進(jìn)的距離上施加恒定的力。

（1）機(jī)械壓縮彈簧在線圈之間具有節(jié)距，這使得它們可以被壓縮。它們的力取決于線圈直徑的緊密度以及這些線圈之間的節(jié)距量。如果您的機(jī)械壓縮彈簧具有多個線圈且它們之間的螺距很小，則有可能壓縮到其實心高度，具體取決于彈簧指數(shù)（線圈的緊密度）。如果線圈之間的螺距很小，則機(jī)械彈簧會非常堅固，但是由于線圈之間的應(yīng)力和直徑的緊密性，它可能無法偏轉(zhuǎn)到其實心高度無需永久設(shè)置。機(jī)械壓縮彈簧的彈簧常數(shù)定義為每英寸力的磅數(shù)（每毫米牛頓）。它是通過將要施加在彈簧上的所需載荷除以彈簧達(dá)到所需載荷高度所需的行程量來計算的。

公式：速率（k）=負(fù)載（F）÷行程（x）

如果您的彈簧在10lbf（力磅）的載荷下移動2英寸（英寸），則彈簧剛度將為5lbf / in（每英寸力磅）。

k = F÷x

k = 10÷2

k = 5

（1）機(jī)械拉伸彈簧的線圈之間沒有任何螺距。它們是通過將線圈緊緊纏繞在另一個線圈上而制成的，以便在延伸時能夠施加一定的力。它們的末端帶有鉤子，這些鉤子會鉤在將要拉動彈簧的機(jī)構(gòu)中的零件上。彈簧的力還取決于彈簧索引和線圈數(shù)量。在這種情況下，線圈的數(shù)量取決于彈簧的主體長度（不帶鉤的彈簧的長度）和線徑。彈簧的線圈越少，彈簧的分度越緊，彈簧所承受的力和應(yīng)力就越大。意味著這將是一個強(qiáng)勁的春天，但它不會偏轉(zhuǎn)太多。在線圈之間已經(jīng)存在存儲的能量，一旦拉伸彈簧伸展到光在其線圈之間顯示的點，該能量就被釋放。這是使彈簧線圈完全壓縮的張力。初始張力是基于彈簧剛度的一種附加力。這意味著要計算機(jī)械拉伸彈簧的比率，您需要從載荷中減去初始拉力，然后將結(jié)果除以滿足延長長度所需的行進(jìn)距離。

公式：速率[k] =（負(fù)載[F] –初始張力[IF]）÷行程[x]

如果您的彈簧需要在2lbf（磅力）的載荷下移動0.5英寸（英寸），并且初始張力為0.5lbf（磅力），則彈簧剛度將為0.875lbf / in（磅力）每英寸）。

k =（F – IF）÷x

k =（2 – 0.5）÷0.5

k = 1.5÷0.5

k = 3.5

（1）機(jī)械扭轉(zhuǎn)彈簧在線圈之間也沒有任何螺距，就像機(jī)械拉伸彈簧一樣，但是它們執(zhí)行的是徑向力，而不是像拉伸彈簧和壓縮彈簧那樣施加線性力。從機(jī)械拉伸彈簧了解機(jī)械扭力彈簧的方法是端部不同。機(jī)械扭力彈簧的支腿可幫助其在機(jī)械裝置內(nèi)扭力，而機(jī)械拉伸彈簧的鉤子則需要拉動或伸出。對于扭力彈簧，與對壓縮彈簧和拉伸彈簧施加的力一樣，該規(guī)則也適用于越來越少的力。更多的線圈產(chǎn)生較小的力，而緊密的彈簧索引產(chǎn)生更大的力，反之亦然。要計算機(jī)械扭力彈簧的恒定力，測量單位會從磅力變?yōu)橛⒋绨趿?；由于這是旋轉(zhuǎn)力，因此行程單位從英寸變?yōu)閾锨取Ｎ覀兺ㄟ^將力除以所需的行進(jìn)度來計算每度的速率。

公式：每度數(shù)（k）=扭矩（T）÷撓度（x）

如果您的彈簧在9英寸磅的載荷下會偏轉(zhuǎn)90o（度），每度的速率為0.1 in-lbs / deg。 （英寸/磅/度）。

k = T÷x

k = 9÷90

k = 0.1