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1、
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螺旋彈簧只能承受垂直載荷，在此載荷作用下鋼絲產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。螺旋彈簧的主要尺寸是平均直徑D，鋼絲直徑d和工作圈數(shù)n。
在設(shè)計汽車懸架螺旋彈簧時，先根據(jù)平順性的要求確定懸架的偏頻
（懸架的剛度），再利用公式①計算一側(cè)懸架的剛度C（虛擬彈簧的剛度）：
C=（2π?n）2?ms2 ①
其中ms 是單邊簧載質(zhì)量轉(zhuǎn)
2、換成載荷即為：
Fz= ms?g ②
對于麥弗遜懸架有：
Fs=pb?Fz ③
Cs=C?(pb)
彈簧在軸向力Fs（靜載荷）的作用下的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：
τc=8?Fs?D?K‘ π?d3 = 8?Fs?C?Kπ?d2 ④
其中， τc是工作應(yīng)力；D是簧圈平均直徑；d是彈簧鋼絲直徑；C是旋繞比，
C=D/d；K是考慮剪力與與簧圈曲率影響的校正系數(shù)：
K=4?C+24?C-3 ⑤
彈
3、簧的剛度Cs為
Cs=Fsfcs=G?d48?D3?n=G?d8?C3?n ⑥
其中fcs是彈簧的靜撓度；G是切變模量，n是彈簧的工作圈數(shù)。
選好旋繞比C之后，可以從式⑤計算出K，則由④可得：
d=8?Fs?C?Kπ?[τc] ⑦
D=Cd
其中需用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力
[τc]=材料最大應(yīng)力/安全系數(shù)
從式⑥可以得到：
Fs=G?d?fcs8?C’3?n
4、 ⑧
最大彈簧力Fsmax為：
F smax=G?d?(fcs+fds)8?C3?n ⑨
從式⑥可得：
n=G?d8?C3?Cs ⑩
彈簧的總?cè)?shù)一般比工作圈數(shù)n多1.5～2圈。彈簧受最大壓力Fsmax時，相鄰圈之間的間隙應(yīng)該保持在0.5～1.5mm，防止彈簧運動過程中產(chǎn)生并圈的風(fēng)險。
將⑧帶入④中得：
τc=G?d?fcs?Kπ?D2?n
同理，動載
5、荷下的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為
τc=G?d?fds?Kπ?D2?n
螺旋彈簧的最大應(yīng)力τm為：
τm=τc+τd<[τm]
在逆向設(shè)計中，彈簧的載荷和高度是已知的，需要選用相應(yīng)的材料，以及合適的彈簧鋼絲，可以通過式⑦計算出彈簧的鋼絲直徑，根據(jù)企業(yè)標準要求，彈簧要求在極限行程內(nèi)，以2.5Hz的
頻率運動，在40萬次之內(nèi)不允許斷裂，如果安全系數(shù)選的過小，1.1以下，那么基本上是無法保證試驗通過的。
此外彈簧的疲勞壽命還受到表面硬度的影響，如果彈簧的表面硬度過高，即二次噴丸的工藝控制不夠好，會導(dǎo)致彈簧的表面微裂紋隨著運動而越來越多，最終導(dǎo)致彈簧斷裂。
另外，彈簧材料也會影響彈簧的疲勞壽命，如果彈簧鋼絲內(nèi)部雜質(zhì)過多，帶狀組織過于嚴重，就會嚴重影響彈簧的疲勞壽命，這彈簧設(shè)計時也要充分考慮的。
對于螺旋彈簧不僅要對個參數(shù)進行設(shè)計計算，更要對彈簧的耐久性能充分考慮，因為彈簧在使用過程中如果因為耐久性能差造成斷裂，那就是致命的缺陷。
螺旋彈簧的設(shè)計計算
