考慮到固定掛鉤形狀和設(shè)計(jì)對(duì)彈簧工作壽命減少和無法做到完美的噴丸效果。不推薦使用拉伸彈簧于疲勞負(fù)載彈簧上。如果必須使用拉伸彈簧于疲勞負(fù)載,建議避免使用固定掛鉤而選擇其他的彈簧固定方式。
拉伸彈簧用于兩種基本設(shè)計(jì):

【含義】
c = 彈簧指數(shù)(c=D/d; c=D/b) [-]
b = 線寬[單位:mm, in]
d = 線徑[單位:mm, in]
D = 彈簧中心直徑[單位:mm, in]
F = 彈簧負(fù)載[單位:N, lb]
F0 =內(nèi)應(yīng)力[單位:N, lb]
G = 剪切彈性模量[單位:MPa, psi]
h = 線高[單位:mm, in]
k = 彈簧系數(shù)[單位:N/mm, lb/in]
Ks = 曲線糾正因數(shù)[-]
L0 = 彈簧自由長(zhǎng)度[單位:mm, in]
LH = 彈簧掛鉤高度[單位:mm, in]
LK =有效截面長(zhǎng)度[單位:mm, in]
n = 工作線圈數(shù)[-]
p = 線圈間距[單位:mm, in]
s = 彈簧變形量[單位:mm, in]
Ψ= 形狀系數(shù) [-] (e.g. DIN 2090)
t = 彈簧材料拉伸應(yīng)力 [單位:MPa, psi]
t0 = 內(nèi)應(yīng)力 [單位:MPa, psi]
曲線修正因數(shù)
線圈彎曲導(dǎo)致額外的彎曲應(yīng)力。因此計(jì)算使用修正系數(shù)來修正拉伸。圓線圈彈簧,修正系數(shù)通過所給彈簧卷繞比率來定義,比率通過幾個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 。計(jì)算使用下面的關(guān)系式:
ks=1+0.5/c
方形截面線圈彈簧,修正系數(shù)由來自適當(dāng)?shù)牧芯圖中所給彈簧指數(shù)和b/h比率來定,計(jì)算中的修正系數(shù)已經(jīng)包含于形狀系數(shù)Ψ
彈簧內(nèi)應(yīng)力
內(nèi)應(yīng)力出現(xiàn)在彈簧線圈的卷繞過程中,它的數(shù)量依據(jù)彈簧的材料,彈簧指數(shù)以及卷繞方式。通常數(shù)值在一下范圍內(nèi):
τ0=(0.4/0.8).Rm/C
技術(shù)上較高的數(shù)值很難獲得,較低的數(shù)值很難被準(zhǔn)確的測(cè)量。為了定義拉絲機(jī)床加工彈簧內(nèi)應(yīng)力,DIN 2089標(biāo)準(zhǔn)定義以下公式:
τ0≈(0.135-0.00625.C).Rm
內(nèi)拉伸應(yīng)力計(jì)算公式:
F0=π.τ0.d3/8.ks.D
| 彈簧指數(shù) c | 4 - 16 |
| 外徑 De | max. 350 mm |
| 工作線圈數(shù) n | min. 3 |
| 比率 b/h | 1:5 - 5:1 |
| 自由長(zhǎng)度 L0 | max. 1500 mm |
| 長(zhǎng)細(xì)比 L0/D | 1 - 15 |
| 間距 p | (0.2 - 0.4) D - 無預(yù)壓彈簧 |
拉伸彈簧用于許多不同設(shè)計(jì)。最常用的收尾設(shè)計(jì)可以在下圖中找到。彈簧的收尾設(shè)計(jì)依據(jù)彈簧的固定方式,尺寸以及負(fù)載總量。

A =半圈
B = 整圈
C = 側(cè)面整圈
D =雙扭曲整圈
E = 側(cè)面雙扭曲整圈
F = 內(nèi)部整圈
G =. 提高的掛勾
H = 側(cè)面提高的掛勾
L = 錐形旋轉(zhuǎn)小圈收尾
I = 小圈
J = 側(cè)面小圈
K = 傾斜的整圈
M = 錐形旋轉(zhuǎn)螺栓收尾
N = 螺絲狀收尾
O = 螺絲狀束縛收尾
拉伸彈簧通常使用幾種不同高度和特性的掛鉤來固定(A..J)。從技術(shù)角度講,固定掛鉤是最好的解決方案,但是,這也帶來彈簧負(fù)載的一些確定問題。彈簧負(fù)載帶給掛鉤集中的負(fù)載應(yīng)力,該負(fù)載應(yīng)力可能明顯地高于彈簧線圈所計(jì)算的應(yīng)力。針對(duì)在掛鉤中產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力,小圈(類別 I, J)或雙圈(類別 D, E)是最佳方案。針對(duì)由線變成線圈所產(chǎn)生的集中的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,側(cè)邊整圈(類別 C,E,I)是最佳方案。對(duì)于掛鉤的獨(dú)立設(shè)計(jì),以下掛鉤高度值指定如下:
| 設(shè)計(jì) | A | B, C | D, E | F | G, H | I, J | K |
| 掛鉤高度 | {0.55..0.8} Di | {0.8..1.1} Di | ~ Di | {1.05..1.2} Di | > 1.2 Di | < 0.6 Di | {0.35..0.9} Di |
熱成型彈簧,方形線圈彈簧以及循環(huán)負(fù)載彈簧通常無彈簧卡鉤使用(M..O. design)。無固定掛鉤彈簧使用邊緣線圈固定,彈簧功能變形中線圈間距不會(huì)變化。