目前，廣泛應(yīng)用的彈簧應(yīng)力和變形的計(jì)算公式是根據(jù)材料力學(xué)推導(dǎo)出來的。若無一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，很難設(shè)計(jì)和制造出高精度的彈簧，隨著設(shè)計(jì)應(yīng)力的提高，以往的很多經(jīng)驗(yàn)不再適用。例如，彈簧的設(shè)計(jì)應(yīng)力提高后，螺旋角加大，會(huì)使彈簧的疲勞源由簧圈的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)移到外側(cè)，所有的計(jì)算也只是給我們一個(gè)大的方向從而減少研發(fā)成本。

怎么去設(shè)計(jì)計(jì)算一個(gè)合理的彈簧？

       首先，我們要明確我們所設(shè)計(jì)的彈簧有什么要求。如下圖，這是一個(gè)最基本的壓縮彈簧的裝配圖和彈簧圖紙。通過裝配件我們要確定我們的彈簧應(yīng)當(dāng)用什么節(jié)構(gòu)，外徑或是內(nèi)徑大小，工作行程，載荷及工作環(huán)境。

彈簧計(jì)算的基本公式

 

【含義】
c = 彈簧直徑比 (c=D/d; c=D/b) [-]
b = 線寬 [單位：mm, in]
d = 線徑 [單位：mm, in]
D = 中心直徑 [單位：mm, in]
F = 彈簧負(fù)載 [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= 曲線校正因數(shù) [-]
L0 = 自由長度 [單位：mm, in]
LS = 固體高度 [單位：mm, in]
n = 有效圈數(shù) [-]
p = 節(jié)距[單位：mm, in]
s = 彈簧變形[單位：mm, in]
Ø =形狀系數(shù) t [-] (e.g. DIN 2090)
t =彈簧材料扭應(yīng)力 [單位：MPa, psi]
 
曲線糾正因數(shù)
線圈彎曲導(dǎo)致額外的線圈彎曲應(yīng)力。因此計(jì)算使用校正因數(shù)來糾正壓力。
對于圓截面線圈彈簧，校正因數(shù)是由幾個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定的。
計(jì)算使用以下的關(guān)系式：

KS=1+0.5/C

對于方形截面彈簧，校正系數(shù)由來自適當(dāng)?shù)牧芯�圖的所給彈簧直徑比 b/h 來決定的。計(jì)算中的校正系數(shù)已經(jīng)包含了現(xiàn)狀系數(shù)Ø.
 

推薦彈簧尺寸

	冷成型	熱成型
彈簧直徑比 c	4 - 16	3 - 12
外徑 De	max. 350 mm	max. 460 mm
有效圈數(shù)	min. 2	min. 3
比率 b/h	1:5  -  5:1
自由高度 L0	max. 1000 mm
長細(xì)比 L0/D	1 - 10
節(jié)距 p	(0.3 - 0.6) D;    min. 1.5 d

 

彈簧收尾設(shè)計(jì)

考慮到壓縮彈簧，幾種不同的收尾設(shè)計(jì)。區(qū)別于收尾線圈數(shù)，線圈的加工以及支撐面的設(shè)計(jì)。
 收尾線圈為彈簧的末端線圈，與工作線圈同軸，在彈簧工作變形時(shí)角度和間距不會(huì)變化。收尾線圈常常為彈簧的支撐面，對于壓縮彈簧，通常為兩端收尾。
磨平線圈為線圈的末端被加工為與軸線垂直的平面。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.

最常用的彈簧收尾設(shè)計(jì)

1. 端部不并緊不磨平: 端部線圈未折彎靠緊，端面未磨平
2. 端部不并緊磨平: 端部線圈未折彎靠緊，端面磨平與軸向垂直
3. 端部并緊不磨平: 端部線圈折彎靠緊，端面未磨平
4. 端部并緊磨平: 端部線圈折彎靠緊，端面磨平

 
   此時(shí)我們一個(gè)完整的合理的彈簧就設(shè)計(jì)出來了！你還可以通過高徑比進(jìn)行穩(wěn)定性的驗(yàn)算。根據(jù)不同的需求彈簧還有一些后續(xù)處理，如：彈簧磨頭，彈簧噴丸，彈簧立定處理等。

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