对重要的，其损坏对整个机械有重大影响的弹簧，许用切应力应适当降低。经强压处理的弹簧，可提高疲劳极限，对改善变载荷下的松弛有明显效果。经抛丸处理的弹簧，能适当提高疲劳强度或疲劳寿命。

圆柱螺旋压缩和拉伸弹簧的许用应力

　　圆柱螺旋弹簧的许用切应力按所受载荷情况分为如下三类：其值根据载荷类型在表10-10、表10-11和图 10-3 中选取。

　　Ⅲ类载荷 受静载荷以及变载荷作用次数在1x10^3 次以下的载荷等，取图10-3中的所示值。

　　Ⅱ类载荷 受变载荷作用次数在1x10^3~1 x10^6次范围内的载荷，以及冲击载荷等，取图10-3中所示值的 75% ~80%。

　　I类载荷受变载荷作用次数在1×10^6次以上的弹簧，取图10-3中所示值的60%~75%。

　　YB/T 5008 阀门用油淬火回火铬钒合金弹簧钢丝、YB/T 5102 阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝、YB/T 5103 油淬火回火碳素弹簧钢丝、YB/T 5104 油淬火回火硅锰合金弹簧钢丝和YB/T5105 阀门用油淬火回火铬硅合金弹簧钢丝，已被 GB/T 18983 油淬火回火弹簧钢丝所取代。

　　1)对重要的，其损坏对整个机械有重大影响的弹簧，许用切应力应适当降低。

　　2)经强压处理的弹簧，可提高疲劳极限，对改善变载荷下的松弛有明显效果。

　　3)经抛丸处理的弹簧，能适当提高疲劳强度或疲劳寿命。

圆柱螺旋压缩弹簧的基本计算公式

圆柱螺旋压缩弹簧的基本计算公式

　　当螺旋弹簧在弹簧轴线方向只承受外载荷F时，由于变形在弹簧两端所引起的力矩较小，可以不计，根据式(9-3)可知，弹簧材料截面将受到扭矩Tt弯矩Mb、法向力Ft，和径向力Fb的作用。法向力Ft和径向力Fb与扭矩Tt和弯矩Mb相比，也可以略而不计。这样，在弹簧材料截面上起主要作用的为扭转力矩Tt和弯曲力矩Mb。

　　因此，根据式(9-25)可得载荷与变形的简化计算公式为：（10-14a）

　　当螺旋角a<90时，取cosa~1, sina~0，则得(10-14b)

　　根据式(9-10)可得载荷与应力的简化计算公式为：（10-15）

　　当螺旋角a<9°时，由表9-1可知，K～0 和Kr~0，则得（10-16）

圆形截面材料的圆柱螺旋压缩弹簧设计计算

圆形截面材料的圆柱螺旋压缩弹簧设计计算

　　在实际应用中，圆形截面材料的圆柱螺旋压缩弹簧的螺旋角一般较小(a<9°)，因而，将圆形截面的极惯性矩Ip=πd^4/32抗扭截面系数Zt=πd^4/16分别代入式(10-14b)和式(10-16)，得弹簧只受轴向载荷F时的变形f和切应力τ的计算公式为（10-17）（10-18）。

　　式中

　　n=弹簧的有效圈数;

　　D=弹簧的中径；

　　d=弹簧材料的直径；

　　G=弹簧材料的切变模量;

　　C=旋绕比，C=D/d;

　　K=曲度系数，或应力修正系数。

　　这是弹簧设计计算的两个基本公式。

　　在实际应用中，由于略去径向力Fb，对截面法向力Ft，的影响，曲度系数K常用下列公式计算或查图10-4。K稍大于Kp，计算受静载荷的弹簧可取K=1。

　　弹簧圆形材料截面上的切应力分布如图10-5 所示。用式（10-18)计算所得的切应力τ的弹簧圈内侧最大应力。

　　式（10-17)和式(10-18)为圆形截面材料的螺旋压缩弹簧的两个基本计算公式，根据这两个基本公式可以导出弹簧刚度F、有效圈数n和变形能U的计算公式，见表10-13。

精密弹簧

精密弹簧

　　精密弹簧，东莞弹簧厂定制生产，精密弹簧设计加工，可根据要求计算并生产各种规格的高精密弹簧、弹簧稳定性、寿命高。弹簧材料齐全，电镀种类多样。

矩形截面材料的圆柱螺旋压缩弹簧计算

矩形截面材料的圆柱螺旋压缩弹簧计算

　　图 10-6为矩形截面材料圆柱螺旋压缩弹簧的一些结构形式。这类弹簧与圆形截面材料的弹簧相比，在同样的空间，它的截面积大，尤其像图10-6e的情况，因此，吸收的能量比较大。可用作重型的、要求刚度大的弹簧。另一方面，它的特性线更接近于直线，即弹簧的刚度更接近于固定的常数，因此，常用长边平行于轴线(图10-6a)的矩形截面材料的弹簧制作计量器。但是，从表1-1可以看出，矩形截面材料的弹簧吸收能量的效率低，制造也比较困难，因此D/a<4 和a/b>4 的这类弹簧，由于制造困难，内边应力过大，建议不要使用。

　　矩形截面材料的弹簧，其变形和应力计算公式的推导很复杂，这里只引用其简化计算公式。根据扭杆弹簧的推导，矩形截面材料的极惯性矩Ip和抗扭截面系数Zt，由式(15-12)和式（15-13)可知为Ip =k1a^3b；Zt=k2a^2b

　　系数k、k2值见式（15-15)、(15-16)和表 15-1。

　　将上列，代入式(10-14)，得变形计算公式:（10-20a）

　　式中系数γ'与b/a 有关，其值见表10-12。

　　弹簧指数C=D/a 对变形的影响一般较小，尤其当C>6时，影响就更小。但如考虑C值的影响，则上式改写为（10-20b）

　　式中系数γ与C和b/a有关，其值可查图10-7。

　　将Ζt代入式（10-16)，得切应力计算公式:(10-21a)(10-22)

　　式中К——曲度系数，由式(9-10)可知近似于К值，其值也可查图10-4。

　　B与b/a 有关的系数，其值见表10-12。

　　式中 β—系数，根据C和b/a可在图10-8中查取。

　　矩形截面材料的最大切应力，当截面长边平行于弹簧轴线时，在弹簧圈内侧材料截面的中点(图10-9)；当短边平行于弹簧轴线时(图10-6c)，在旋绕比G值相同、a/b较小时，由于弯曲的影响大，最大切应力仍在短边的中点。当a/b逐渐增大的情况下，则最大切应力移向长边靠近弹簧轴线的半边。图10-8中的折点相当于最大切应力转折点。

　　根据式(10-20)和式(10-21)这两个基本公式，便可导出矩形截面材料弹簧的刚度F'、有效圈数n和变形能U的计算公式，见表10-13。