弹簧常用材料及其许用应力.doc

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表1弹簧常用材料及其许用应力

表2弹簧钢丝的拉伸强度极限σB（MPa）

表3常用旋绕比C值

表4普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列

表5导杆（导套）与弹簧间的间隙

表6通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸

表1弹簧常用材料及其许用应力（摘自GBl239-1976）

名称

组别②

许用切应力

[τ]（MPa）

许用弯曲应力

[σb]（MPa）

切变模量

（MPa）

弹性模量

（MPa）

推荐硬度

（HRC）

推荐使用温度

（℃）

特性及用途

弹簧类别①

I类

II类

III类

II类

III类

碳素弹簧钢丝

I组,II,IIa组,III组

0.3σB③

0.4σB

0.5σB

0.625σB

0.5≤d≤4

81400～78500

d>4

78500

0.5≤d≤4

203000～201000

d>4

196000

-40～+120

强度高，韧性好，适用于做小弹簧

特殊用途碳素弹簧钢丝

甲组，乙组，丙组

硅锰合金弹簧钢丝

471

628

785

981

78500

196000

45～50

-40～+200

弹性好，回火稳定性好，易脱碳，用于制造大载荷弹簧

　注：

①弹簧按载荷性质分为三类：

I类一受变载荷作用次数在106以上的弹簧；

II类一受变载荷作用次数在103~105及冲击载荷的弹簧；

III类一受变载荷作用次数在103下的弹簧。

　　　　②碳素弹簧钢丝的组别见表2。

　　　　③弹簧材料的拉伸强度极限，查表2。

表2弹簧钢丝的拉伸强度极限σB（MPa）

碳素弹簧钢丝

特殊用途碳素弹簧钢丝

重要用途弹簧钢丝

钢丝直径

d（mm）

I组

II组IIa组

III组

钢丝直径

d（mm）

甲组

乙组

丙组

钢丝直径

d（mm）

65Mn

0.32～0.6

0.63～0.8

0.85～0.9

1.1～1.2

1.3～1.4

1.5～1.6

1.7～1.8

2.2

2.5

2.8

3.2

3.4～3.6

4.5～5

5.6～6

6.3～8

2599

2550

2501

2452

2354

2256

2157

2059

1961

1863

1765

1716

1667

1618

1569

1471

1422

2157

2108

2059

2010

1912

1863

1814

1765

1667

1618

1520

1471

1373

1324

1226

1667

1618

1520

1471

1422

1373

1275

1177

1128

1079

1030

981

0.2～0.55

0.6～0.8

0.9～1

1.1

1.2～1.3

1.4～1.5

2844

2795

2746

2697

2648

2599

2501

2403

2550

2501

2452

2354

2256

1～1.2

1.4～1.6

1.8～2

2.2～2.5

2.8～3.4

3.5

3.8～4.2

4.5

4.8～5.3

5.5～6

1765

1716

1667

1618

1569

1471

1422

1373

1324

1275

　　注：

表中σB均为下限值。

表3常用旋绕比C值

d（mm）

0.2～0.4

0.45～1

1.1～2.2

2.5～6

7～16

18～42

C=D2/d

7～14

5～12

5～10

4～9

4～8

4～6

表4普通圆柱螺旋弹簧尺寸系列（摘自GB1358-1993）

弹簧丝直径

d（mm）

第一系列

0.10.150.20.250.30.350.40.450.50.60.811.21.622.533.544.556810121620253035404550607080

第二系列

0.70.91.4（1.5）1.82.22.83.23.84.25.579141822（27）2832（36）38425565

弹簧中径

D2（mm）

第一系列

0.40.50.60.70.80.911.21.622.533.544.556789101216202530354045505560708090100110120130140150160180200220240260280300320360400

第二系列

1.41.82.22.83.23.84.24.85.56.57.58.59.51418222832384248525865758595105115125135145170190210230250270290340380450

有效圈数

n（圈）

压缩弹簧

22.252.52.7533.253.53.7544.254.54.7555.566.577.588.599.51010.511.512.513.514.51516182022252830

拉伸弹簧

2345678910111213141516171819202225283035404550556065708090100

自由高度

H0（mm）

压缩弹簧

（推荐选用）

45678910111213141516171819202224262830323538404245485052555860657075808590951001051101151201301401501601701801902002202402602803003203403603804004204504805005205505806006206506807007207507808008509009501000

注：

1）本表适用于压缩,拉伸和扭转的圆截面弹簧丝的圆柱螺旋弹簧。

　　2）应优先采用第一系列。

括号内尺寸只限于老产品采用。

　　3）拉伸弹簧有效圈数除去表中规定外,由于两勾环相对位置不同,其尾数还0.25,0.5,0.75

表5导杆（导套）与弹簧间的间隙

中径D2（mm）

≤5

>5～10

>10～18

>18～30

>30～50

>50～80

>80～120

>120～150

间隙c（mm）

0.6

表6通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸

参数名称及代号

计算公式

备注

压缩弹簧

拉伸弹簧

中径D2

D2=Cd

按表4取标准值

内径D1

D1=D2-d

外径D

D=D2+d

旋绕比C

C=D2/d

压缩弹簧长细比b

b=H0/D2

b在1～5.3的范围内选取

自由高度或长度H0

H0≈pn+（1.5～2）d

（两端并紧，磨平）

H0≈pn+（3～3.5）d

（两端并紧，不磨平）

H0=nd+钩环轴向长度

工作高度或长度

H1,H2,…,Hn

Hn=H0-λn

Hn=H0+λn

λn--工作变形量

有效圈数n

根据所要求的变形量计算

n≥2

总圈数n1

n1=n+（2～2.5）（冷卷）

n1=n+（1.5～2）（YII型热卷）

n1=n

拉伸弹簧n1尾数为1/4,1/2,3/4整圈。

推荐用1/2圈

节距p

p=（0.28～0.5）D2

p=d

轴向间距δ

δ=p-d

展开长度L

L=πD2n1/cosα

L≈πD2n+钩环展开长度

螺旋角α

α=arctg（p/πD2）

对压缩螺旋弹簧，推荐α=5°～9°

质量ms

ms=

γ为材料的密度，对各种钢，γ=7700kg/；对铍青铜，γ=8100kg/

2）节距p；

3）螺旋升角α：

。

对圆柱螺旋压缩弹簧一般应在5°～9°范围内选取。

弹簧的旋向可以是右旋或左旋，无特殊要求时，一般都用右旋。

二、普通圆柱螺旋压缩及拉伸弹簧的结构尺寸

参数名称及代号

计算公式

备注

压缩弹簧

拉伸弹簧

中径D2

D2=Cd

按表4取标准值

内径D1

D1=D2-d

外径D

D=D2+d

旋绕比C

C=D2/d

压缩弹簧长细比b

b=H0/D2

b在1～5.3的范围内选取

自由高度或长度H0

H0≈pn+（1.5～2）d

（两端并紧，磨平）

H0≈pn+（3～3.5）d

（两端并紧，不磨平）

H0=nd+钩环轴向长度

工作高度或长度

H1,H2,…,Hn

Hn=H0-λn

Hn=H0+λn

λn--工作变形量

有效圈数n

根据所要求的变形量计算

n≥2

总圈数n1

n1=n+（2～2.5）（冷卷）

n1=n+（1.5～2）（YII型热卷）

n1=n

拉伸弹簧n1尾数为1/4,1/2,3/4整圈。

推荐用1/2圈

节距p

p=（0.28～0.5）D2

p=d

轴向间距δ

δ=p-d

展开长度L

L=πD2n1/cosα

L≈πD2n+钩环展开长度

螺旋角α

α=arctg（p/πD2）

对压缩螺旋弹簧，推荐α=5°～9°

质量ms

ms=

γ为材料的密度，对各种钢，γ=7700kg/；对铍青铜，γ=8100kg/

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