怎么去设计计算一个合理的弹簧？
      
       目前，广泛应用的弹簧应力和变形的计算公式是根据材料力学推导出来的。若无一定的实际经验，很难设计和制造出高精度的弹簧，随着设计应力的提高，以往的很多经验不再适用。例如，弹簧的设计应力提高后，螺旋角加大，会使弹簧的疲劳源由簧圈的内侧转移到外侧，所有的计算也只是给我们一个大的方向从而减少研发成本。下面我给大家介绍下大至的计算方法。

       首先，我们要明确我们所设计的弹簧有什么要求。如下图，这是一个最基本的压缩弹簧的装配图和弹簧图纸。通过装配件我们要确定我们的弹簧应当用什么节构，外径或是内径大小，工作行程，载荷及工作环境。

弹簧计算的基本公式


 

含义:
c = 弹簧直径比 (c=D/d; c=D/b) [-]
b = 线宽 [mm, in]
d = 线径 [mm, in]
D = 中心直径 [mm, in] 
F = 弹簧负载 [N, lb]
G = 剪切弹性模量[MPa, psi]
h = 线高 [mm, in]
k = 弹簧系数 [N/mm, lb/in]
K_s= 曲线校正因数 [-]
L₀ = 自由长度 [mm, in]
L_S = 固体高度 [mm, in]
n = 有效圈数 [-]
p = 节距[mm, in]
s = 弹簧变形[mm, in]
Ø =形状系数 t [-] (e.g. DIN 2090) 
t =弹簧材料扭应力 [MPa, psi]
 
曲线纠正因数
线圈弯曲导致额外的线圈弯曲应力。因此计算使用校正因数来纠正压力。
对于圆截面线圈弹簧，校正因数是由几个经验公式决定的。
计算使用以下的关系式：

KS=1+0.5/C

对于方形截面弹簧，校正系数由来自适当的列线图的所给弹簧直径比 b/h 来决定的。计算中的校正系数已经包含了现状系数Ø.
 
推荐弹簧尺寸

	冷成型	热成型
弹簧直径比 c	4 - 16	3 - 12
外径 De	max. 350 mm	max. 460 mm
有效圈数	min. 2	min. 3
比率 b/h	1:5  -  5:1
自由高度 L0	max. 1000 mm
长细比 L0/D	1 - 10
节距 p	(0.3 - 0.6) D;    min. 1.5 d

 
弹簧收尾设计

考虑到压缩弹簧，几种不同的收尾设计。区别于收尾线圈数，线圈的加工以及支撑面的设计。
 收尾线圈为弹簧的末端线圈，与工作线圈同轴，在弹簧工作变形时角度和间距不会变化。收尾线圈常常为弹簧的支撑面，对于压缩弹簧，通常为两端收尾。
磨平线圈为线圈的末端被加工为与轴线垂直的平面。通常加工边缘线圈一半的3/4一直到开放收尾。磨平的线圈通常使用于线径 d > 1 mm的弹簧.
最常用的弹簧收尾设计

1. 端部不并紧不磨平: 端部线圈未折弯靠紧，端面未磨平
2. 端部不并紧磨平: 端部线圈未折弯靠紧，端面磨平与轴向垂直
3. 端部并紧不磨平: 端部线圈折弯靠紧，端面未磨平
4. 端部并紧磨平: 端部线圈折弯靠紧，端面磨平

 
   此时我们一个完整的合理的弹簧就设计出来了！你还可以通过高径比进行稳定性的验算。根据不同的需求弹簧还有一些后续处理，如： 弹簧磨头，弹簧喷丸，弹簧立定处理等。详细可点击阅读。