弹簧选材及计算公式

弹 簧 的 材 料 、选材 与制造 newmaker 1 弹簧材料 为了保障弹簧能够可靠地工作，其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。表20-2 列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。实践中应用最广泛的就是弹簧钢，其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。图20-2 给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。 图20-2 碳素钢丝直径与强度的关系 表20-2 主要弹簧材料及其许用应力 类别 代号 许用扭应力[tT] 许用弯曲应力[σ b]/MPa 切变模量G/GPa 弹性模量E/GPa 推荐硬度范围HRC 推荐使用温度°C 特性及用途 Ⅰ类弹簧 Ⅱ类弹簧 Ⅲ类弹簧 Ⅰ类弹簧 Ⅱ类弹簧 钢丝 碳素弹簧钢丝 Ⅰ,Ⅱ,Ⅱa,Ⅲ 0.3σ b 0.4σ b 0.5σ b 0.5σ b 0.625σ b 81.5～78.5 204～202 - -40～120 强度高，性能好，适于做小弹簧 60Si2Mn 60Si2MnA 471 627 785 785 981 78.5 197 45～50 -40～200 弹性好，回火稳定，易脱碳，适于做受大载荷的弹簧 65Si2MnWA 60Si2CrVA 560 745 931 931 1167 47～52 -40～250 强度好，耐高温，弹性好 30W4Cr2VA 442 588 735 735 920 43～47 -40～350 高温强度好，淬透性好。 50CrVA 45～50 -40～210 高疲劳强度，淬透性和回火稳定性好 不锈钢 1Cr18Ni9Ti 324 432 540 540 677 71.5 193 - -250～300 耐腐蚀，耐高温，适于做小弹簧 4Cr13 442 588 735 735 920 75.5 215 48～53 -40～300 耐腐蚀，耐高温，适于做大弹簧 Co40CrNiTiMo 500 666 834 834 1000 76.5 197 = -40～500 耐腐蚀，高强度，无磁，低后效，高弹性 青铜丝 Qsi-3 265 353 442 442 550 40.2 93 HB90～120 -40～120 耐腐蚀，防磁好 QSn4-3 39.2 Qbe2 353 442 550 550 735 42.2 129.5 37～40 耐腐蚀，防磁，导电性及弹性好 注： 1.按受力循环次数N 不同，弹簧分为三类：Ⅰ类N>106；Ⅱ类N=103～105 以及受冲击载荷的场合；Ⅲ类N<103。 2.碳素弹簧钢丝按机械性能不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组，Ⅰ组强度最高，依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ组。 3.弹簧的工作极限应力tlim：Ⅰ类￡1.67[t]；Ⅱ类￡1.25[t]；Ⅲ类￡1.12[t]。 4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。 5.碳素钢丝的切变模量和弹性模量对 0.5～4mm 直径有效，>4mm 取下限。 2 材料选择 弹簧材...