拉伸彈簧的拉力、變形和強(qiáng)度計(jì)算與壓縮彈簧基本相同，兩者只是受力、變形和應(yīng)力的方向相反。因此，壓縮彈簧的基本計(jì)算公式同樣可以應(yīng)用于拉伸彈簧。

    密圈螺旋拉伸彈簧在冷卷時(shí)形成的內(nèi)力，其值為彈簧開始產(chǎn)生拉伸變形時(shí)所需要加的作用力，為拉伸彈簧的初拉力。初拉力與材料的種類、性能、直徑和彈簧的旋繞比、耳環(huán)的型式、長(zhǎng)短以及彈簧的加工方法都有直接的關(guān)系，用冷拔成形并經(jīng)過強(qiáng)化處理的鋼絲且經(jīng)冷卷成形后的拉伸密圈彈簧，都有一定的初拉力。不銹彈簧鋼絲與碳素彈簧鋼絲制成的彈簧比較，初拉力要小12%左右，彈簧消應(yīng)力回火處理的溫度越高，初拉力越��；制成彈簧需要經(jīng)熱處理淬火的拉伸彈簧就投有初拉力.

         螺旋的線圈做成的圓柱形彈簧，工作線圈之間為恒定間隙，可以吸收外部軸向力。線徑約為16mm的彈簧線圈為冷成型。熱成型彈簧一定是用于線徑大于10mm的高負(fù)載產(chǎn)品上。拉伸彈簧通常為圓線或圓棒做成。方形線圈很少用。

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)：

1. 1) 預(yù)壓彈簧
   冷成型拉伸彈簧適合預(yù)應(yīng)力加工，因此工作線圈封閉。預(yù)壓彈簧可以增加彈簧的負(fù)載容量。對(duì)于指定長(zhǎng)度彈簧變形，必須使用無預(yù)壓的更高負(fù)載。預(yù)壓產(chǎn)生于彈簧線圈的卷繞過程中。尺寸大小依據(jù)使用的材料，彈簧指數(shù)和卷繞方式。
2. 2) 無內(nèi)部預(yù)壓彈簧 
   由于技術(shù)原因如果沒有必要，可以使用松的線圈彈簧，沒有預(yù)壓 ，工作線圈之間有間隙。自由狀態(tài)下的線圈間距通常為 0.2*D < p < 0.4*D。

 

彈簧計(jì)算基本關(guān)系式

【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

 

推薦彈簧尺寸

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

 

彈簧收尾設(shè)計(jì)

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。

如果幫助到了您，希望您能分享給更多的朋友: