圓柱螺旋壓縮彈簧

計算的目的是由圓線和圓棒制作的圓柱螺旋壓縮彈簧在靜態或疲勞負載下的幾何和強度設計. 除了幾何和強度設計外，計算和CAD系統配套.軟件提供以下的工作方案 :

  1. 自動設計彈簧
  2. 強度，幾何和重量的最佳設計選擇
  3. 靜態和動態強度檢查
  4. 未知生産和安裝尺寸彈簧的作用力計算
  5. 已知負載和生産參數彈簧的安裝尺寸計算
  6. 軟件根據ISO, EN, ASTM/SAE, DIN, BS, JIS 和其他標准提供常用彈簧材料表
  7. 支持 2D a 3D CAD 系統

計算基于數據，程序，運算法則。這些來自專業文獻和以下標准 EN 13906-1, DIN 2089-1, DIN 2095, DIN 2096

計算的控制，結構和法則

計算的法則和控制可以在以下文檔中找到 "控制，結構和計算法則".

項目信息

項目信息章節的目的，使用和控制可以通過鏈接文檔找到 "項目信息".

基本術語

一個圓柱螺旋壓縮彈簧擁有一致的線距和幾乎一樣的硬度，能夠承受軸向的外力,有以下四種彈簧狀態:

彈簧狀態 狀態說明 索引
自由狀態 未負載 0
預壓 彈簧突破最小工作負載 1
完全負載 彈簧突破最大工作負載 8
極限 彈簧被壓縮至線圈緊閉 9

　

以上提到的索引用于計算定義各狀態下彈簧的參數

計算流程

彈簧設計任務不能直接地解決，在設計，尺寸或負載的選擇上允許可考慮的空間.許多多樣設計和尺寸的彈簧需要匹配所需輸入參數，因此，必須重複而持續地執行各個設計的評估 . 計算按照選擇定性標准來創建最優設計表格來解決問題. 設計流程如下.

  1. 設置工作循環的運行參數（負載方式，溫度和工作環境破壞）. [1.1]
  2. 選擇彈簧生産和安裝特性. [1.5]
  3. 選擇相應的負載模式和設置所需安全等級. [1.12 - 1.13]
  4. 如果是疲勞負載，設置疲勞負載模式，所需壽命和安全等級. [1.16 - 1.18]
  5. 選擇足夠的彈簧處理制程. [2.1]
  6. 根據推薦的使用範圍 [2.3] 選擇彈簧材料. [2.2]
  7. 輸入所需工作循環參數 (負載，長度和彈簧擊打). [3.1]
  8. 設置彈簧設計必須的過濾和邊界條件. [3.7]
  9. 設置結果的分級方式 [3.18] 和點擊計算開始按鈕. [3.19]
  10. 從表格中選擇適合的方案 [3.20].
  11. 檢查設計彈簧參數章節. [4]
  12. 如果你需要微調彈簧尺寸，使用一些輔助的計算作修改 [7,8,9] . 修改完成後，輸出結果到章節 [4] 然後重新確認彈簧是否符合所有必須的要求. [4.38, 4.43, 4.45]
  13. 保存設計方案結果，另命名.

負載條件，彈簧工作和生産參數選擇 [1]

在此章節，輸入基本的參數特性，負載方式，彈簧安裝設計和方法以及工作環境參數

1.2 負載方式

對于彈簧計算目的有兩種基本負載方式是可行的:

  1. 靜態載荷
    彈簧載荷靜止或變化很小,例如 線圈之間無接觸的周期性變化載荷,壽命低于105 工作循環的負載
  2. 疲勞負載
    彈簧突破震蕩（動態）負載，例如，周期性負載，壽命高于 105 工作循環載荷

1.3 工作溫度

工作溫度影響到彈簧的松弛度,例如 根據時間 固定變形長度的彈簧力量減小.設計彈簧時考慮到溫度影響是明智的, 在強度檢查時提高安全等級以防止溫度超過 80 °C.同時考慮工作溫度和彈簧材料的選擇是必須的.

注意: 對于考慮安全等級的自動設計 [1.13, 1.18], 軟件會在選定彈簧材料安全等級的設計上評估和考慮工作溫度的影響.

1.4 工作環境

彈簧壽命受腐蝕影響很明顯.腐蝕對彈簧突破疲勞載荷有很強很明顯的影響. 設計彈簧時考慮這一點是明智的,在強度檢查時增加安全等級以防止腐蝕性環境.選擇彈簧材料時必須考慮材料耐腐蝕性 .

注意: 對于考慮安全等級的自動設計 [1.13, 1.18], 軟件會在選定彈簧材料安全等級的設計上評估和考慮工作環境腐蝕的影響.

1.6 彈簧安裝

對于壓縮彈簧，必須總是檢查側變形的安全性。 除了最大工作壓縮變形的尺寸外，彈簧的安裝方式也會影響到側變形。

對于不能防止側變形的彈簧通常使用中心支撐柱或套管固定。 如果中心柱或套管的摩擦存在破壞性，彈簧可以被分割成幾小段排列安裝。

根據圖示選擇彈簧的安裝方式。

A) 一端固定-一端開放

B) 兩端銷住

C) 一端夾住，一端夾住並克制側向變形

D) 一端夾住，一端銷住

E) 兩端夾住無側向限制

F) 導向固定：中心柱或套管導向

　

Note: 考慮到側變形的保護，A類型是最差方案。

1.7 彈簧收尾設計.

對于壓縮彈簧，有許多種不同的尾端設計。 他們區別于端部線圈的加工和支撐面設計的不同。參考圖示選擇設計。

G) 端部不並緊不磨平: 端部線圈未折彎靠緊，端面未磨平

H) 端部不並緊磨平: 端部線圈未折彎靠緊，端面磨平與軸向垂直

I) 端部並緊不磨平: 端部線圈折彎靠緊，端面未磨平

J) 端部並緊磨平: 端部線圈折彎靠緊，端面磨平

　

1.8 彈簧表面處理

噴丸彈簧可以增加大約10 to 15%彈簧疲勞極限。以防噴丸彈簧突破疲勞極限，允許使用者減少彈簧生産消耗量，減小尺寸和安裝空間，增加作用力和防止疲勞負載的保護。因此，推薦對所有突破震動負載的彈簧增加噴丸的技術處理。由于技術原因，僅線徑超過1mm的可噴丸處理。

備注:對于彈簧承受的靜態負載，無表面處理會影響彈簧的強度計算

1.9 線圈纏繞方向

推薦右手螺旋向上 (dextrorsal helix); 左手螺旋向上僅在技術條件必須的情況下。

1.10 收尾/磨平線圈數

收尾線圈

收尾線圈是彈簧的邊緣線圈，與工作線圈同軸，在彈簧功能變形時收尾線圈的角距不會變化。收尾線圈爲彈簧提供了支撐面，收尾線圈通常使用于彈簧的兩端。

磨平線圈

彈簧的邊緣線圈被磨平爲垂直于彈簧中軸的平面。通常加工邊緣線圈一半的3/4一直到開放收尾。磨平的線圈通常使用于線徑 d > 1 mm的彈簧.

1.12 彈簧承受靜態負載的運轉模式

選擇最佳符合輸入規格需求的負載方式

  1. 輕負載
    持續的無沖擊負載，正弦曲線路徑，小變形低工作頻率，不多或極少達到1000循環的彈簧。例如，用于量測設備和安全鎖固設備的彈簧等等。
  2. 中度負載
    均勻的輕度或中度持續負載，負載壽命爲105的普通頻率和變形的負載。一般用于機械工具，機械産品或電子零件。
  3. 重度負載
    強度沖擊，變形高頻率或長時間突然變形，彈簧要求長時間負載，線圈可能互相撞擊或由于慣性互相碰撞。例如，空氣錘，水壓機，閥門等等。

1.13 彈簧承受靜態負載所需安全等級

在所選彈簧材料的允許極限扭轉應力 tD 和實際最大工作應力 t8之間的最小許可比率.對于無腐蝕大氣和最接近彈簧工作溫度爲 80 °C , 考慮到負載模式的路徑，推薦選擇壓縮彈簧安全等級的間隔爲 1.05 to 1.3.若彈簧工作溫度更高或在腐蝕的環境下，彈簧設計需要更高的安全等級。

備注:一旦啓動檢查，針對夫在模式路徑，工作環境和所選彈簧材料，推薦的安全等級將自動設計（評估） 。

1.14 應力曲線糾正方法

螺旋彈簧，在特定負載下的應力適用于簡單扭矩。額外的彎曲應力出現在由于環繞的線圈。因此，應力糾正計算使用糾正系數，幾個不同系數通常被使用，在糾正系數表中選擇適合你使用的或標准推薦的。

備注: 考慮到彈簧承載靜態負載的強度檢查，使用Bergstrasserr糾正系數給出最佳答案。
提示:承載靜態負載的彈簧，糾正通常不可執行。

1.16 彈簧承載動態負載的運轉負載模式

選擇最佳符合輸入規格需求的負載方式

  1. 輕負載
    持續的無沖擊負載，正弦曲線路徑，小變形低工作頻率，不多或極少達到1000循環的彈簧。例如，用于量測設備和安全鎖固設備的彈簧等等。
  2. 中度負載
    均勻的輕度或中度持續負載，負載壽命爲105的普通頻率和變形的負載。一般用于機械工具，機械産品或電子零件。
  3. 重度負載
    強度沖擊，變形高頻率或長時間突然變形，彈簧要求長時間負載，線圈可能互相撞擊或由于慣性互相碰撞。例如，空氣錘，水壓機，閥門等等。

1.17 所需彈簧壽命

有兩個範圍內的承載動態負載是能區分的。第一個範圍，有限彈簧壽命（低于107工作循環），彈簧動態強度隨著工作循環次數增多而減小。另一個範圍，無限壽命（所需壽命大于107工作循環）材料動態極限和彈簧強度保持近似恒值。

1.18 承受動態負載所需安全等級

安全等級給出在動態強度彈簧扭矩 tc和實際最大線圈工作應力之 t8間的最小允許比率。.對于無腐蝕大氣和最接近彈簧工作溫度爲 80 °C , 考慮到負載模式的路徑，推薦選擇壓縮彈簧安全等級的間隔爲 1.05 to 1.3。一旦決定安全等級，也必須考慮所選材料對于動態負載的適配性。對于適合動態負載的材料，推薦在所需安全等級的基礎上增加20%。彈簧工作在高溫或腐蝕環境下必須設計爲更高安全等級，承受動態負載彈簧的壽命易受腐蝕而明顯減少。

備注:一旦啓動檢查，針對夫在模式路徑，工作環境和所選彈簧材料，推薦的安全等級將自動設計（評估）

1.19 應力曲線糾正方法

螺旋彈簧，在特定負載下的應力適用于簡單扭矩。額外的彎曲應力出現在由于環繞的線圈。因此，應力糾正計算使用糾正系數，幾個不同系數通常被使用，在糾正系數表中選擇適合你使用的或標准推薦的。

備注: 考慮到彈簧承載靜態負載的強度檢查，使用Bergstrasserr糾正系數給出最佳答案。

彈簧材料選項 [2]

本章節用于彈簧材料選擇。一旦選擇表中的材料，所有彈簧設計和計算的必要信息將全部顯示。如果你需要所選材料的更詳細的信息，或定義或修改現有的材料，轉到材料表“材料“

2.1 生産方法

從選擇清單中選擇所需的彈簧制程。冷成型用于普通尺寸的彈簧，直徑最大爲 16 mm. 熱成型用于重度負載彈簧，直徑超過10 mm.

警告: 當生産方式改變，邊界條件（彈簧極限尺寸）也需要相應調整，定義在章節[3] "選項"表中

2.2 彈簧材料

從表格中選擇彈簧材料，除了5個使用者的材料之外，表格中包括標准的所選材料，如果你希望使用其他標准材料，在“材料“表中選擇各個標准。

2.3 所選材料的使用範圍

本章節包含所選材料的推薦使用信息。彈簧材料設計考慮到彈簧負載方式和工作條件。如果你必須使用低適合的材料，將會影響到彈簧安全等級的增加（查看行 [1.13] or [1.18]).

所選材料的特性顯示在行 [2.4, 2.6]，以五個等級評估 (優異，非常好，好，差，不足), 相對應得強度在行 [2.5] ，分三個等級 (高，中，低)

2.9 材料機械和物理特性

該部分給出了所有計算，獨立于使用線徑的必要參數。

2.13 材料的強度特性

這一章節包含了所選材料的強度特性，這些是彈簧設計與計算所必需的。由于線徑的不同，相同材料的強度特性值不一樣。因此，根據線徑所給出的值參見行 [4.8].

彈簧設計 [3]

本段落用于彈簧設計。彈簧設計的目的在所給出的輸入條件中通常擁有許多不同適合的方案。因此，程序根據輸入條件執行反複多次的彈簧設計，通過各種彈簧設計，最終一個最優方案按照所選標准被挑出。可選擇的方案提供于分類的表格中，在表格中可以選擇適合的設計。所選彈簧的數據立即可以顯示在計算結果章節。

3.1 工作循環目的參數

這個部分用于輸入描述工作循環的基本參數的數據，這些數據必須符合所涉及的彈簧。第一個輸入列顯示彈簧所給參數的目標值。第二列給出允許的偏差，在設計值的0-99%範圍內。如果設計彈簧必須符合所給參數的目標值，必須輸入0偏差。

3.7 設計方案過濾

在這個部分，必須爲設計計算定義各種過濾和邊界條件。這些設定會明顯地影響彈簧設計過程和確定速度，精度和設計質量，適合方案的範圍和數量，最佳設計評估的定性標准。

推薦: 在設計過程中，建議使用連續加法，邊界條件和過濾。然後很容易發現不存在的方案。

3.8 最大允許彈簧外徑

如果在設計中必須限制彈簧的外徑（例如，如果彈簧支撐于一個套筒）啓動開始行的確認框並在輸入框內輸入最大允許外徑值。

3.9 最小允許彈簧內徑

如果必須限制彈簧內徑（例如：彈簧必須支撐于圓棒），啓動開始行的確認框並在輸入框內輸入最小允許內徑值。

3.10 工作線圈的允許劃分

工作線圈是指在彈簧變形過程中那些間距和角度隨著變化的線圈，設計計算測試不同彈簧設計地更高的數量然後給出更加精確和更高質量的方案。另一方面，這會自然地放慢彈簧設計計算。

備注: 由于産品的外觀，彈簧通常設計爲線圈數爲整數，或者乘上0.25以便于線圈優越劃分需求

3.11 允許超過彈簧極限尺寸

設計彈簧時，不可能在無尺寸極限下完成。一些彈簧尺寸或尺寸比率受標准規格和制造標准的推薦值的限制。在這裏提供一份邊界條件文件，必須在彈簧設計時考慮在內的邊界條件。

完全按照邊界條件設計有可能導致在計算結果中排出掉一些優越的方案。這些方案可能超出極限一些，除此之外，方案是可能接受的。出于此原因，設置一個設計計算的過濾器是可行的，過濾器定義超出彈簧極限尺寸的百分比。這將帶來更多適合的方案，但是，另一方面，必須仔細檢查所選超出極限值方案的可行性。在結果中超出極限的參數會以紅色顯示。

 

備注: 所有計算中的邊界尺寸極限在章節 [3.0]表格“選項“中給出 ,條件可以根據使用者的需求給出。在輸入單元旁邊的按鈕用于快速進入各個章節。

3.12 執行扣住檢查

本行決定在設計計算過程中針對側變形是否彈簧將被檢查。如果檢查被執行，計算結果排出所有不符合彈簧形狀穩定性需求的方案。彈簧的安裝方式會明顯地影響可能性的側變形。（查看行[1.6]）。如果彈簧必須安裝在導向柱上，則不需要執行檢查。

如果在設計中未執行檢查，將獲得更適合方案，更快的計算。另外一方面，有沒有必要檢查由用戶自己決定，通過外觀檢查行 [4.44]。如果彈簧設計不適合，必須選擇另外的設計方案或改變彈簧安裝方式。不能安全防止側變形的彈簧通常需要導向套筒或導向柱來定位。

 

警告: 側變形檢查會使設計計算明顯地變慢。因此，不太推薦執行反複多次而且數量很多的此類設計計算（尤其是性能較差的電腦）（查看行 [3.16]）。

3.13 執行極限工作長度檢查

如果執行檢查，計算結果將排出所有彈簧完全負載時長度短于最小極限測試長度的方案。如果不執行檢查，推薦執行設計方案的外觀檢查，通過符合行[4.24] 和 [4.30]。

提示: 更多此方面檢查的細節，查看行 [4.30]。

3.14 保證所需的安全等級符合強度檢查

如果過濾設置爲“是“，計算結果將排出所有計算的安全等級 ss小于在行[1.13]給出的目標安全等級的方案。如果彈簧承載靜態負載，過濾將排出所有計算的安全等級 sf 小于在行 [1.18]給出的目標安全等級的方案。

如果過濾設置爲否，設計結果包括所有計算的安全等級大于和等于1的方案。由于事實上目標安全等級通常或多或少地精確計算。只有很少部分超過准確定義值會導致彈簧破壞，有經驗的用戶可以在執行設計時關閉過濾同時直接考慮到設計表格中設計彈簧安全等級或在結果章節中行[4.42] 或 [4.49]。

提示:如果關閉過濾，設置表格[3.15] 中的品質標准到值“目標安全等級偏差“中可能是有幫助的。

3.15 品質規範

本行設置各個適合的彈簧設計方案的評估規範。最佳的方案在表格中提供給用戶。品質標准可以從下面的公式表中選出：

  1. 目標尺寸偏差: 規範提供了盡可能靠近在章節[3.1]輸入的目標參數值的工作循環參數方案。如果你希望保證目標工作循環參數越遠越好，推薦使用該規範。
  2. 最小彈簧重量: 該規範選擇適合的最輕彈簧。
  3. 目標安全等級偏差: 規範使用提供了彈簧在靜態負載下在行[1.13]所給出的計算的安全等級的方案，因此如果彈簧承載動態負載，盡可能的靠近目標安全等級或在行 [1.18]中給出的安全等級。如果你想找到彈簧強度檢查方面最理想的方案，使用此規範有顯著效果的。
  4. 綜合: 綜合了以上所有的品質標准。
提示: 在某些情況下，最好成功的執行所有標准下的設計，比較設計。

3.16 反複設計數目

彈簧的設計計算運用反複計算原則。本行用于設置反複計算的數目同時會影響設計速度，精度和品質。通常次數越多，計算越慢但越精確。但是，同樣建議設置本行時考慮其他因素的影響。

設計速度受電腦性能和設計種類的影響要大于選擇反複計算的數目。同時，設置多次的反複計算數目不一定帶來更加精確的方案對于已確定類別的設計。通常來講，普通設計設置少的或中等數目即可。自由設計可設置較多的次數，用于在章節[3.1]的工作循環的所有或大多數參數輸入參考的允許偏差，以及彈簧的目標直徑沒有在行[3.8, 3.9]中過濾受限。

警告: 啓動側變形檢查的彈簧設計計算速度會很慢。因此，如果設計需要設置較高的反複計算數目（尤其是使用性能差的電腦），建議在彈簧設計中不要使用側變形檢查。

3.17 方案選項

這個部分可以用于開始設計計算然後在設計方案表中選擇一個適合的彈簧。考慮到彈簧設計的複雜性， 不可能總是在改變一個輸入參數的前提下自動執行設計計算。一旦按下行[3.19]的按鍵，設計計算開始執行。計算進行的信息就會顯示在對話框中。

計算完成後，設計方案的表格會被填入選好的最佳方案，同時方案會自動傳給結果章節。結果篩選參照行[3.18]的規範。設計方案可以通過改變篩選規範重新篩選。

如果設計計算不成功，沒有適合的方案出現，同時會顯示警告信息。下面的文字給出了可能出現的詳細問題，以及可行的解決方法：

3.20 設計方案表

表格中參數的含義

D 彈簧直徑
De 彈簧外徑
Di 彈簧內徑
d 線徑
n 工作線圈數
L0 彈簧自由長度
L1 預壓彈簧長度
L8 完全負載彈簧長度
F1 最小工作載荷
F8 最大工作載荷
t8 完全負載彈簧應力
ss 靜態負載彈簧安全等級
sf 疲勞負載彈簧安全等級
m 彈簧重量
品質 一個對應值顯示方案品質，參照所選定性標准[3.15]. 所給值越小，設計品質越高。

　

彈簧設計參數總表 [4]

在此章節中描述了對于給定負載和彈簧尺寸的所有設計彈簧的必須參數。 從所選彈簧設計的方案表格[3.20] 或從一些輔助計算[7,8,9]中的數據轉移到計算中。對于彈簧獨立參數的簡易賦值檢查，一些數據是完整的包含推薦的極限值（表格中的綠色顯示部分）。推薦值超出的會以紅色分開顯示。可能導致無功能或彈簧損壞的關鍵值會以整個區域紅色顯示。

根據彈簧的狀態，彈簧參數在表格中分開顯示；彈簧強度檢查的結果會在章節的最後給出。彈簧各個尺寸參數的含義以插圖顯示。

如果需要調整一些設計彈簧參數（例如 整零設計尺寸），使用一些輔助計算[7,8,9]。

4.1 更新選擇的彈簧設計結果

點擊此行按鈕更新從方案表格[3.20]中選定彈簧的參數表值。

4.10 彈簧引數

這個參數給出彈簧中心直徑和線徑比率

4.29 工作線圈之間最小間隙總和

理論上定義以壓縮彈簧的最大允許變形量爲極限值。可以用于定義彈簧最小允許測試長度。

4.30 最小彈簧極限長度

如果彈簧被壓縮到小于極限長度，彈簧的實際硬度將遠遠大于理論的正確硬度。同時臨界速率減小（查看 [4.34]），另外線圈之間互相碰撞的風險也提高。出于這些原因，壓縮彈簧一定不能被壓縮至很短（甚至是在測試或安裝的時候）。這將導致一種彈簧設計情況，彈簧的全負載的設計長度大于極限長度。

4.34 臨界彈簧速度

考慮到彈簧負載或釋放時的最大速度大于彈簧的臨界速度，慣性會導致線圈之間互相碰撞。碰撞的力量會增加實際內應力。這將減少彈簧的使用壽命，必須在壓縮彈簧設計時考慮到這一點。

4.35 自然彈簧頻率

疲勞彈簧負載存在共振現象。爲了消除這些共振，必須使負載頻率不同于彈簧的特性頻率（約15%）。

4.38 彈簧強度檢查

彈簧的強度檢查通過所選材料[4.41]的極限允許扭轉應力和完全負載條件[4.40]下糾正的彈簧應力之間的比較而得。如果設計彈簧必須符合全範圍的強度檢查，安全等級的結果[4.42]必須大于或等于所需安全等級[1.13]。

4.39 曲率校正因數

彈簧線圈應力爲簡單扭矩計算，計算值爲一理論值。實際上，線圈應力由于曲率帶來的附加彎曲應力而更大。因此，通過糾正系數（查看行[1.14]）來糾正應力。

4.43 安裝檢查

壓縮彈簧必須總是要考慮側變形保護。通過比較最大彈簧工作變形（表現爲彈簧的自由長度的百分比）和允許變形來檢查。允許變形值根據所給長徑比L0/D以及彈簧的安裝方式靠經驗決定。通常側變形的風險隨著長徑比和彈簧工作壓力的增加而增加。彈簧的安裝方式（查看行[1.6]）對于可能性的側變形有著明顯的影響。

彈簧如果不能防止側變形，通常安裝于圓棒上或套筒內。如果由于摩擦導致的彈簧破壞的存在危險，彈簧可以分成幾段。

不同彈簧安裝方式的允許變形曲線

4.45 疲勞負載彈簧強度檢查

疲勞負載彈簧的強度檢查通過給定負載流程[4.48]材料的最大疲勞強度和糾正的全負載 [4.47]彈簧應力的比較來進行。如果設計彈簧必須符合全範圍強度檢查，結果安全等級[4.49]必須大于或等于目標安全等級[1.18]。自然的，甚至疲勞負載彈簧的靜態強度檢查[4.38] 必須同樣符合。

備注: 疲勞負載強度檢查在章節[6]中有詳細介紹

4.46 曲率糾正因數

計算彈簧線圈應力爲簡單扭矩計算，計算值爲一理論值。實際上，線圈應力由于曲率帶來的附加彎曲應力而更大。因此，通過糾正系數（查看行[1.19]）來糾正應力。

4.48 給定負載的最大疲勞強度

彈簧的最大極限疲勞強度的決定是依據所選材料的疲勞極限和使用Smith's疲勞圖表的給定彈簧負載。

確定負載和長度的彈簧參數[5]

本節可以用于確定工作條件下的彈簧參數計算（設計于節[4]），節[5.1]設計用于彈簧長度Lx計算，給定的作用力Fx。節[5.6]可以讓用戶找到根據給出的壓縮量Lx而計算作用力。

疲勞負載的彈簧負載空間檢查 [6]

本章節給出疲勞負載彈簧強度檢查參數。通過決定于負載方式 [6.8] 而定的最大疲勞強度與完全負載彈簧糾正應力之間的比較來檢查。如果設計彈簧必須符合全範圍強度檢查，結果安全等級[6.9]必須大于或等于目標安全等級[1.18]。

6.1 曲率糾正因數

計算彈簧線圈應力爲簡單扭矩計算，計算值爲一理論值。實際上，線圈應力由于曲率帶來的附加彎曲應力而更大。因此，通過糾正系數（查看行[1.19]）來糾正應力。

6.8 給定負載的最大疲勞強度

彈簧的最大極限疲勞強度的決定是依據所選材料的疲勞極限和使用Smith's疲勞圖表的給定彈簧負載。

彈簧檢查計算 [7]

本章節介紹第一個輔助計算。計算包括3個功能。

  1. 已知尺寸彈簧的參數計算
    輸入完[7.2]中已知的工作循環參數和行[7.7, 7.9, 7.17, 7.20]中彈簧的尺寸，其他彈簧參數計算和強度檢查自動執行。計算彈簧的數據可以通過行[7.27]的按鍵轉移到結果章節[4]，在章節[4]中一些其他彈簧參數被計算以及疲勞負載彈簧彈簧的強度檢查可以被執行。同時，在行[7.9, 7.17, 7.20] 中的所有檢查框必須被禁止。
  2. 彈簧設計修改及參數微調
    類似于其他兩個輔助計算，可以使用該計算微調彈簧參數（例如，圓整彈簧尺寸），在章節[3]中使用設計計算。使用行 [7.1]中的按鍵可以將設計的彈簧參數轉移到計算中。在修改過程中，任何可能超出彈簧參數推薦值的彈簧參數會以紅色顯示。 行[7.27]的按鍵可以將修改後的數據傳回到結果章節 [4] 。推薦目視檢查在結果章節中是否修改後的彈簧符合所有需要的檢查。在計算過程中行 [7.9, 7.17, 7.20] 所有檢查框必須禁止。
  3. 手動彈簧設計
    該計算允許有經驗的用戶對于給出的彈簧工作循環參數執行設計。設計彈簧時，推薦按以下流程：彈簧直徑，彈簧線徑，線圈數，彈簧長度 [7.7,7.9, 7.17, 7.20]。每輸入一個參數，以下參數的推薦值開始自動計算。設計時，最好啓動這些參數的檢查框。程序將自動定義給出參數變更爲更高的參量。 爲了簡化設計，彈簧直徑和線圈數被全部彙集到下拉滾動輸入框，從而加速這些參數的輸入和變更。在設計過程中，任何可能超出彈簧參數推薦值的彈簧參數會以紅色顯示。 行[7.27]的按鍵可以將修改後的數據傳回到結果章節 [4] ，一些其他彈簧參數計算和疲勞負載彈簧強度檢查可以被執行。

彈簧作用力計算 [8]

本章節計算包含兩個功能

  1. 已知尺寸的彈簧作用力計算。
    行[8.2] 中輸入工作循環參數和行[8.7, 8.8, 8.11, 8.12]中輸入彈簧尺寸後， 作用力需要壓縮彈簧至目標長度，自動執行強度檢查。設計的彈簧數據可以使用行[8.22]按鍵轉移到結果章節[4]中，在這裏一些其他彈簧參數被計算，疲勞負載彈簧強度檢查被執行。
  2. 修改和微調使用設計計算
    類似于其他兩個輔助計算，可以使用該計算微調彈簧參數（例如，圓整彈簧尺寸），在章節[3]中使用設計計算。使用行 [8.1]中的按鍵可以將設計的彈簧參數轉移到計算中。在修改過程中，任何可能超出彈簧參數推薦值的彈簧參數會以紅色顯示。 行[8.22]的按鍵可以將修改後的數據傳回到結果章節 [4] 。

彈簧作用長度計算 [9]

本章節計算包含兩個功能

  1. 已知負載，尺寸的彈簧參數計算
    行[9.2]彈簧負載和行[9.6, 9.7, 9.10, 9.11] 中彈簧尺寸輸入後，強度計算自動執行。行[7.22]的按鍵可以將修改後的數據傳回到結果章節 [4] ，一些其他彈簧參數計算和疲勞負載彈簧強度檢查可以被執行。
  2. 修改和微調使用設計計算
    類似于其他兩個輔助計算，可以使用該計算微調彈簧參數（例如，圓整彈簧尺寸），在章節[3]中使用設計計算。使用行 [9.1]中的按鍵可以將設計的彈簧參數轉移到計算中。在修改過程中，任何可能超出彈簧參數推薦值的彈簧參數會以紅色顯示。 行[9.22]的按鍵可以將修改後的數據傳回到結果章節 [4] 。

圖形輸出， CAD系統.

2D and 3D的圖形輸入選項信息和2D and 3D CAD系統的合作信息可以在文檔中"圖形輸出，CAD 系統"找到。

設置，改變語言

設置計算參數信息和設置語言可以在文檔 "設置計算，改變語言"中找到。

補充-計算:

3.0 彈簧極限尺寸

設計彈簧時，不可能在沒有確定尺寸極限下進行。一些各個彈簧的尺寸或比率受相關的標准推薦值或不同的生産者限定。 (例如 DIN 2095, DIN 2096) 。這就需要制作一個臨界條件檔案，這些條件必須在彈簧計算中被考慮到。

因此，不同的推薦彈簧極限尺寸可能根據使用者的需求而在此章節修正試用。各個參數的最小值可以在第一列中輸入。最大值在第二列。考慮到輸入更多自由臨界條件（減小最小或增大最大值），程序在較寬的適合方案中選擇一個適合的方案。 這將提高找到更高質量的方案的機會。另一方面，這將帶來被選供應商將不能制造彈簧的風險。

如果對于彈簧極限尺寸沒有特殊的要求，預先去確定的設置能被使用。在輸入區域按鍵[3.8]設置符合臨界條件的常用彈簧的絕對值。

3.1 彈簧引值

在此給出彈簧中心直徑和線徑的比率 D/d . 參照 DIN:

4 到 20 - 冷卷彈簧 (DIN 2095)

3 到 12 - 熱成型彈簧 (DIN 2096)

3.2 最大外徑

冷卷彈簧-依照 DIN 2095, 最大240 mm. 有些通用彈簧擁有更大的直徑。

熱成型彈簧 - 依照 DIN 2096, 最大460 mm.

3.3 彈簧自由長度與彈簧線徑的比值

非標准指定，通常1 to 10 的常用彈簧，增加比率會導致側變形的趨勢。

3.4 最大彈簧自由長度

冷卷彈簧-依照 DIN 2095, 最大 630 mm.

熱成型彈簧 - 依照DIN 2096, 最大 800 mm.

甚至更長的彈簧被制作。

3.5, 3.6 自由彈簧間距的極限尺寸

非標准制定，用于常規彈簧

0.3*D < t < 0.6*D - 適用于線徑至 10mm

1.5*d < t < 0.55*D - 適用于厚線徑

太小的彈簧間距通常防止彈簧的完美噴丸。

3.7 工作線圈的最小數目

冷卷彈簧的兩個線圈最小值依照 DIN 2095.而制定

熱成型彈簧的最小3工作線圈依照 DIN 2096.而定

備注: 在計算本身，結果章節中任何超出極限尺寸將以紅色參數顯示。

工作表修改

如何修改和拓展計算工作表的常規信息在 "工作表（計算）修改"中提到。

輔助 - 計算:

彈簧計算過程中，不可以通過修改工作表而幹預彈簧的設計計算。考慮到彈簧設計的複雜性，計算執行爲工作表內部功能。