书 书 书犐犆犛 ２１ ． １６０ 犑 ２６ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 １３８２８ — ２００９ 代替 ＧＢ ／ Ｔ１３８２８ — １９９２ 多股圆柱螺旋弹簧 犛狋狉犪狀犱犲犱狑犻狉犲犮狔犾犻狀犱狉犻犮犪犾犺犲犾犻犮犪犾狊狆狉犻狀犵狊 ２００９  ０３  １６ 发布 ２００９  １１  ０１ 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布书 书 书前 　　 言 　　 本标准是对 ＧＢ ／ Ｔ１３８２８ — １９９２ 《 多股圆柱螺旋弹簧 》 的修订 。 修订时仍保留 ＧＢ ／ Ｔ１３８２８ — １９９２ 《 多股圆柱螺旋弹簧 》 中有效的部分 ， 对已不适应的内容进行重新修订 。 本标准与被修订标准版本的主 要技术差异如下 ： ——— 对原标准按 ＧＢ ／ Ｔ１．１ 进行了编辑性修改 ； ——— 对引用的材料标准进行了全面查新 ， 使用已修订过的最新版本代替原标准所引用的旧版本 ； ——— 按 ＧＢ ／ Ｔ１８０５ — ２００１ 《 弹簧术语 》， 对原标准涉及扭矩 、 刚度 、 变形量等符号进行修订 ； ——— 对原标准进行章节调整 ； ——— 将正文中的工作图放入附录 。 本标准的附录 Ｂ 为规范性附录 ， 附录 Ａ 、 附录 Ｃ 为资料性的附录 。 本标准由中国机械工业联合会提出 。 本标准由全国弹簧标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ２３５ ） 归口 。 本标准负责起草单位 ： 国营昆仑机械厂 、 中机生产力促进中心 。 本标准参加起草单位 ： 杭州钱江弹簧有限公司 、 杭州兴发弹簧有限公司 、 立洲集团控股有限公司 、 浙 江美力弹簧有限公司 、 浙江金昌弹簧有限公司 、 常州市铭锦弹簧有限公司 。 本标准主要起草人 ： 包希增 、 陆培根 、 姜膺 、 屠世润 、 王卫 、 张桂军 、 梁泉 、 邵承玉 、 严世平 。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为 ： ——— ＧＢ ／ Ｔ１３８２８ — １９９２ 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 １３８２８ — ２００９ 多股圆柱螺旋弹簧 １ 　 范围 本标准规定了多股圆柱螺旋压缩弹簧 、 拉伸弹簧 、 扭转弹簧的设计计算 、 技术要求 、 试验方法和检验 规则 。 本标准适用于普通多股圆柱螺旋压缩 、 拉伸和扭转弹簧 （ 以下简称弹簧 ）。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。 凡是注日期的引用文件 ， 其随后所有 的修改单 （ 不包括勘误的内容 ） 或修订版均不适用于本标准 ， 然而 ， 鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本适用于本标准 。 ＧＢ ／ Ｔ１８０５ 　 弹簧术语 ＧＢ ／ Ｔ４３５７ — １９８９ 　 碳素弹簧钢丝 （ ｎｅｑＪＩＳＧ３５２１ ： １９８４ ） ＧＢ ／ Ｔ１８９８３ 　 油淬火  回火弹簧钢丝 （ ＧＢ ／ Ｔ１８９８３ — ２００３ ， ＩＳＯ ／ ＦＤＩＳ８４５８ ， ＭＯＤ ） ＪＢ ／ Ｔ７９４４ 　 普通圆柱螺旋弹簧抽样方法 ＹＢ ／ Ｔ５３１１ 　 重要用途碳素弹簧钢丝 ３ 　 术语和符号 本标准使用的术语和符号应符合 ＧＢ ／ Ｔ１８０５ 和表 １ 的规定 。 表 １ 参数名称 代 　　 号 单 　　 位 钢索索径 犱 ｃ 钢索索距 狋 ｃ ｍｍ 钢索拧角 β （ ° ） 钢丝展开长度 犔 三 （ 四 ） 股钢丝展开长度 犔 １ ｍｍ 材料切变模量 犌 材料弹性模量 犈 材料抗拉强度 犚 ｍ 工作切应力 τ 许用切应力 ［ τ ］ 试验切应力 τ ｓ 弯曲应力 σ 许用弯曲应力 ［ σ ］ 试验弯曲应力 σ ｓ ＭＰａ 钢索股数 犿 捻索系数 犻 １ 犌犅 ／ 犜 １３８２８ — ２００９ ４ 　 材料 ４ ． １ 　 弹簧常用材料见表 ２ 。 若所需用其他材料时 ， 由供需双方商定 。 表 ２ 标准号 标准名称切变模量 犌 ＭＰａ 弹性模量 犈 ＭＰａ 推荐使用温度 温度范围 ℃ 性 　　 能 ＧＢ ／ Ｔ４３５７ — １９８９ 碳素弹簧钢丝 ＹＢ ／ Ｔ５３１１ 重要用途碳素 弹簧钢丝 ＧＢ ／ Ｔ１８９８３ 油淬火  回火 弹簧钢丝 ａ ７８．５×１０ ３ ２０６×１０ ３ －４０ ～ １５０ 　 强度高 ， 性能好 。 Ｂ 级用于低应力弹簧 ， Ｃ 级用于中等应力弹簧 ， Ｄ 级用于高应力弹簧 －４０ ～ １５０ 　 强度高 ， 韧性好 。 用 于重要用途弹簧 －４０ ～ ２１０ 　 强度高 ， 韧性好 。 用 于普通机械用弹簧 　　 ａ 采用 ＧＢ ／ Ｔ１８９８３ 油淬火  回火弹簧钢丝中 ＶＤＣ 、 ＦＤＣ 、 ＴＤＣ 。 ４ ． ２ 　 弹簧材料的质量应符合相应材料标准的有关规定 ， 必须备有材料制造商的质量证明书 ， 并经复验 合格后方可使用 。 ５ 　 设计计算 ５ ． １ 　 产品分组及许用应力的选取 ５ ． １ ． １ 　 产品分组 弹簧根据工作性质分为两组 ， 见表 ３ 。 弹簧的组别应根据表 ３ 确定 ， 并在产品图样中注明 。 ５ ． １ ． ２ 　 许用应力的选取 许用应力的选取按照表 ３ 。 表 ３ 组别 工作性质变形速度 犞 ｍ ／ ｓ 许用切应力 ［ τ ］ ＭＰａ 许用弯曲应力 ［ σ ］ ＭＰａ Ⅰ 动负荷 ８ ＜ 犞 ≤ １３ 重要弹簧 ５ ＜ 犞 ≤ ８ （ ０．４３ ～ ０．５２ ） 犚 ｍ （ ０．６８ ～ ０．７５ ） 犚 ｍ Ⅱ 一般弹簧 犞 ≤ ５ （ ０．５７ ～ ０．６２ ） 犚 ｍ （ ０．８６ ～ ０．９７ ） 犚 ｍ 　　 注 ： 对重要的 ， 其损坏对整个机械有重大影响的弹簧 ， 许用切应力及许用弯曲应力应适当降低 。 犚 ｍ 取下限值 。 ５ ． ２ 　 基本参数及计算公式 ５ ． ２ ． １ 　 钢索索距 三股簧的 狋 ｃ 应在 ３ ～ １４ 倍钢丝直径范围内选取 。 四股簧的 狋 ｃ 应在 ８ ～ １２ 倍钢丝直径范围内选取 。 ２ 犌犅 ／ 犜 １３８２８ — ２００９ ５ ． ２ ． ２ 　 钢索拧角 钢索拧角 β 可根据不同的股数及 狋 ｃ ／ 犱 值 ， 按表 ４ 选取 。 表 ４ 狋 ｃ ／ 犱 ８ ９ １０ １１ １２ １３ １４ 三股 β ２４．９７° ２２．３７° ２０．２５° １８．４９° １７．００° １５．７４° １４． ６４° 犱 ｃ ／ 犱 ２．１９ ２．１８ ２．１７ ２．１７ ２．１７ ２．１７ ２．１６ 四股 β ３１．１３° ２７．７８° ２５．０８° ２２．８５° ２０．９９° 犱 ｃ ／ 犱 ２．５４ ２．５１ ２．４９ ２．４８ ２．４７ 　　 钢索拧角 β 按公式 （ １ ） 计算 ： β ＝ ａｒｃｔａｎ π 犱 ２ 狋 ｃ …………………………（ １ ） 　　 式中 ： 犱 ２ ——— 钢丝中心在钢索横截面上所成的圆周直径 。 三股钢索 ： 犱 ２ ＝ ２ 犱 ｃｏｓ φ １＋２ｃｏｓ２ 槡 φ …………………………（ ２ ） 　　 四股钢索 ： 犱 ２ ＝ ２ 犱 ｃｏｓ φ ２ｃｏｓ２ 槡 φ …………………………（ ３ ） 　　 式中 ： φ ——— 与钢丝周长对钢索索距的比值有关的角度 。 ｔａｎ φ ＝ π 犱 狋 ｃ …………………………（ ４ ） ５ ． ２ ． ３ 　 钢索索径 钢索索径 犱 ｃ ， 按公式 （ ５ ） 计算 ： 犱 ｃ ＝ 犱 ＋ 犱 ２ …………………………（ ５ ） ５ ． ２ ． ４ 　 弹簧强度 ５ ． ２ ． ４ ． １ 　 压缩 、 拉伸弹簧工作切应力 ， 按公式 （ ６ ） 计算 ： τ ＝ ８ 犉犇 ｃｏｓ β π 犱 ３ 犻犿 …………………………（ ６ ） ５ ． ２ ． ４ ． ２ 　 扭转弹簧弯曲应力 ， 按公式 （ ７ ） 计算 ： σ ＝ ３２ 犜 π 犱 ３ 犿 …………………………（ ７ ） ５ ． ２ ． ５ 　 弹簧刚度 ５ ． ２ ． ５ ． １ 　 压缩 、 拉伸弹簧刚度 ， 按公式 （ ８ ） 计算 ： 犉′ ＝ 犉 犳 ＝ 犌犱 ４ 犿犻 ８ 犇 ３ 狀 ………………………………（ ８ ） ５ ． ２ ． ５ ． ２ 　 扭转弹簧刚度 ， 按公式 （ ９ ） 计算 ： 犜′ ＝ 犈犱 ４ 犿 ６４ 犇狀 或 犜′ ＝ 犈犱 ４ 犿 ８６７０ 犇狀 …………………………（ ９ ） ５ ． ２ ． ６ 　 试验负荷 试验负荷 犉 ｓ 为测定弹簧特性时 ， 弹簧允许承受的最大负荷 ， 其值按公式 （ １０ ） 计算 ： ３ 犌犅 ／ 犜 １３８２８ — ２００９ 犉 ｓ ＝ π 犱 ３ 犻犿 ８ 犇 ｃｏｓ βτ ｓ …………………………（ １０ ） 　　 式中 τ ｓ 为试验切应力 ， 其最大值按表 ５ 选取 。 在有些情况下可取 τ ｓ ＝ （ １．２ ～ １．３ ）［ τ ］。 表 ５ 单位为兆帕 材料 油淬火  退火弹簧钢丝 碳素弹簧钢丝 、 重要用途碳素弹簧钢丝 试验切应力 τ ｓ ０．６ 犚 ｍ ０．５５ 犚 ｍ ５ ． ２ ． ７ 　 弹簧材料直径 ５ ． ２ ． ７ ． １ 　 压缩 、 拉伸弹簧的材料直径 ， 按公式 （ １１ ） 计算 ： 犱 ＝ ３ ８ 犉犇 ｃｏｓ β π 犻犿 ［ τ 槡 ］…………………………（ １１ ） ５ ． ２ ． ７ ． ２ 　 扭转弹簧的材料直径 ， 按公式 （ １２ ） 计算 ： 犱 ＝ ３ ３２ 犜 π 犿 ［ σ 槡 ］…………………………