普通圆柱螺旋扭转弹簧
张紧轮圆柱扭转弹簧扭矩计算方法
图 1 是一种汽车自动张紧轮的结构简图 ㊂ 扭
表 1 弹簧参数
自由高度 h mm) 0( 芯轴直径 d mm) 1( 工作高度 h( mm) 参数 数值 9. 1 5 2 8. 5 1 5
图 2 扭矩 - 转角曲线
底板 2. 芯轴 3. 偏心轮 4. 弹簧套座 5. 扭转弹簧 1. 皮带轮 7. 轴套 8. 端面锁片 6.
AR e v i s e dS o l u t i o nf o rM o m e n t -d e f l e c t i o nR e l a t i o no fT o r s i o nS r i n p g L iB a o f u L i uP i n f a n a n u n w e i g g F gJ , , S h a n h a iU n i v e r s i t S h a n h a i 2 0 0 0 7 2 g y g : A b s t r a c t T h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nah e l i c a lt o r s i o ns r i n n di t sa c c e s s o r i e s( s r i n e a t sa n d p ga p gs )w s i n d l e a s i n v e s t i a t e dw i t h f i n i t e e l e m e n t c o n t a c t a n a l s i s . T h e r e s u l t o f s i m u l a t i o ns h o w s t h a t t h e p g y t w i s td e f o r m a t i o no f t h e s r i n a nb ed i v i d e da r o x i m a t e l i n t os e v e r a l s t a e sb t h ev a r i e t f c o n p gc p p y g y yo , t a c t r e i o n sb e t w e e nt h es r i n a r t s . A c c o r d i n l ap i e c e w i s e l i n e a r r e l a t i o no fm o m e n t -d e f l e c t i o n g p gp g y w a se s t a b l i s h e db a s e do ne l e m e n t a r h e o r fb e a m. I th a sb e e np r o v e dt h a tt h ee u a t i o n sp r e s e n t yt yo q h e r e i na r em o r ep r e c i s e t h a nt h ec l a s s i c a l a l o r i t h m sw h i c ht a k en oa c c o u n to f t h ee f f e c to f s r i n c g p ga c e s s o r i e s . : ; ; ; K e o r d s h e l i c a l t o r s i o ns r i n a u t o t e n s i o np u l l e f i n i t ee l e m e n t c o n t a c t a n a l s i s t w i s td e p g y y yw f o r m a t i o n
弹簧32554
二、弹簧的几何尺寸
D2
弹簧指数
D
D2
C D2 d
— 衡量弹簧曲率重要参数
簧丝直径 d
外径 DD2
内径 D1 中径 DD2
节距 p
螺旋升角
压簧自由高度H 0 拉簧长度 H 0
有效圈数 n 总圈数 n1
圆柱拉、压螺旋弹簧的设计
一、圆柱拉、压螺旋弹簧的结构、几何尺寸和特性曲线
圆柱螺旋弹簧分压缩弹簧和拉伸弹簧。
h max min H1 H 2
Flim为弹簧的极限工作载
荷，在它的作用下弹簧 丝内的应力达到了弹簧 材料的屈服极限。
无初应力的拉伸弹簧， 其特性曲线与压缩弹簧的特 性曲线相同。
有初应力的拉伸弹簧的 特征曲线，有一段假想的变 形量x，相应的初拉力为F0， 为克服这段假想变形量，使 弹簧开始变形所需的初拉力， 当工作载荷大于F0时，弹 簧才开始伸长。
支 承 圈 (bearing coils) ， 死 圈 (“dead” turns), n —— inactive end coils
弹簧两端与弹簧座相接触的部分，不参加弹簧变形，其端 部 应 垂 直 于 弹 簧 轴 线 。 两 端 死 圈 各 有 n=3/4(0.75) ～ 5/4(1.25) 圈 ， 具 体 与 端 部 形 式 有 关 ， 一 般 n=(0.75 ， 1 ， 1.25)圈。
因此从强度角度考虑C不能取得过大 C越小，刚度k越大，弹簧越硬，绕制越困难 C越大，刚度k越小，弹簧越软，绕制越容易，但易失稳，易颤动
磨平部分不少于圆周长的3/4，端头厚度一般不少于d/8。
几何尺寸和参数
中径 D2 外径D
内径D1 节距t
螺旋升角α
弹簧丝直径d C D
圆柱形螺旋弹簧弹力影响因素研究报告
圆柱形螺旋弹簧弹力影响因素研究报告一、圆柱形螺旋弹簧简介定义：将簧丝绕制成圆柱形螺旋状的弹簧；其簧丝截面为圆形或矩形。
圆柱形螺旋弹簧可用作拉伸弹簧、压缩弹簧或扭转弹簧。
本文针对压缩弹簧进行介绍。
弹簧结构参数如表1.1所示。
压簧：线径×外（内)径×长度×圈数二、公式胡克定律：F kδ=⨯弹性系数：438Gd knD =弹簧弹力：438GdFnDδ=⨯注：F——弹簧弹力δ——变形量G——切变模量其中G与温度有关，在以气体为动力的汽动枪械中，弹簧的工作环境温度在60︒以下，而在60︒以下时，弹簧切变模量G的温度修正系数取值为1，故G的大小至于弹簧选用材料有关，可由机械设计手册第二卷查到。
三、 分析（1） G 由弹簧材料决定，取值参照d 在机械设计手册第二卷中选取。
在室温条件下切变模量温度修正系数为1，公司产品中弹簧材料多选用琴钢丝和热轧弹簧钢，则前者G 取79GPa ，后者G 取78GPa;虽然随着G 的增加，弹簧弹力F 线性增大，但考虑到弹簧成本和结构尺寸限制，而且常用弹簧材料中G 取79GPa 已经最大，故不考虑改变G 来实现弹簧弹力的改进。
（2） 弹簧有效圈数增加，弹簧弹性系数变小，弹力减小。
弹簧有效圈数n的变化直接影响压并高b H 和自由高度0H ，以及最大压缩变形量。
在同样的工作高度的条件下，n n →+∆则 ：0()3i H H n t d t δδ→-=+∆+=+∆444444333333()(3)(3)8888()88()i i Gd Gd Gd Gd t Gd Gd F d H F d H D n D D n D n D D n δδ+∆==+-→==+-+∆+∆，F 是减小的；反之n n →-∆则t δδ→-∆，F 是增加的。
（3） 在弹性系数及其他条件不变的情况下，F k δ=⨯，有F 随着δ的变大而线性增加。
一般产品结构确定的条件下，弹簧压缩行程固定，不通过改变变形量来实现弹力的改变。
弹簧设计规范(常用类型)
弹簧设计规范一、弹簧的功能弹簧是一种弹性元件，由于材料的弹性和弹簧的结构特点，它具有多次重复地随外栽荷的大小而做相应的弹性变形，卸载后立即恢复原状的特性。
很多机械正是利用弹簧的这一特点来满足特殊要求的。
其主要功能有：⑴、减振和缓冲，如车辆的悬挂弹簧，各种缓冲器和弹性联轴器中的弹簧等。
⑵、测力，如测力器和弹簧秤的弹簧等。
⑶、储存及输出能量，如钟表弹簧，枪栓弹簧，仪表和自动控制机构上的原动弹簧等。
⑷、控制运动，如控制弹簧门关闭的弹簧，离合器、制动器上的弹簧，控制内燃机气缸阀门开启的弹簧等。
二、弹簧的类型、特点和应用弹簧的分类方法很多，按照所承受的载荷的不同，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种；按照形状的不同，弹簧可分为螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、盘形弹簧和板弹簧等；按照使用材料的不同，弹簧可分为金属弹簧和非金属弹簧。
各种弹簧的特点、应用见表1。
在一般机械中，最常用的是圆柱螺旋弹簧。
故本章主要讲述这类弹簧的结构形式、设计理论和计算方法。
三、弹簧使用的材料及其用途弹簧钢的的主要性能要求是高强度和高屈服极限和疲劳极限，所以弹簧钢材用较高的含碳量。
但是碳素钢的淬透性较差，所以在对于截面较大的弹簧必须使用合金钢。
合金弹簧钢中的主要合金元素是硅和锰，他们可以增强钢的淬透性和屈强比。
弹簧材料使用最广者是弹簧钢（SUP）。
碳素钢用于直径较小的弹簧，工艺多为冷拔成型，如：65#，75#，85#。
直径稍大，需用热成型工艺生产的弹簧多采用60Si2Mn，如汽车板簧，铁路车辆的缓冲簧。
对于高应力的重要弹簧可采用50CrV,常用于高级轿车板簧，发动机气门弹簧等。
其他弹簧钢材料还有：65Mn, 50CrMn, 30W4Cr2V等。
a、碳钢及合金钢：制造弹簧时，常加矽、锰、铬、钒及钼等金属元素于钢中，以增加弹簧之弹性及疲劳限度，且使其耐冲击。
b、大型弹簧多用热作加工，即弹簧材料高温轧成棒，再高温加工成形后，淬火于780度～850度左右之油或水中，再施以400度～500度的温度回火。
圆柱扭转弹簧所承受的应力
圆柱扭转弹簧所承受的应力一、圆柱扭转弹簧的基本原理圆柱扭转弹簧，也称为螺旋弹簧，是机械工程中常用的一种弹性元件。
它通过弹簧的几何形状和材料的弹性特性，实现在一定范围内吸收或释放能量，以抵抗外部扭矩的作用。
圆柱扭转弹簧在受到扭转力矩的作用时，弹簧的横截面将产生相互的角位移，这一过程称为扭转。
二、应力类型及计算方法圆柱扭转弹簧在受到外力作用时，会产生拉伸或压缩应力。
当弹簧受到拉伸时，其内部的拉应力会增加；而在压缩时，压应力会增加。
这些应力可以通过以下公式进行计算：拉伸应力（σt）：σt = F/A压缩应力（σc）：σc = F/A其中，F代表弹簧所承受的力，A代表弹簧的横截面积。
在分析圆柱扭转弹簧的应力时，除了拉伸和压缩应力外，还需考虑剪切应力。
剪切应力是由于相邻部分材料的相互错动而产生的。
剪切应力的计算公式如下：剪切应力（τ）：τ = Q/A其中，Q代表剪切力，A代表剪切面的面积。
三、影响圆柱扭转弹簧应力的因素1.材料特性：弹簧材料的弹性模量、泊松比和屈服强度等都会影响其应力状态。
弹性模量决定了材料抵抗变形的能力，泊松比决定了材料在受到压力作用时的横向收缩性，而屈服强度则决定了材料开始发生塑性变形的应力水平。
2.几何形状：圆柱扭转弹簧的几何形状，如弹簧的外径、内径、圈数、节距等，都会影响其在承受扭矩时的应力分布。
较小的外径和较大的圈数可以使弹簧具有更大的刚度，但也会增加材料的用量和重量。
3.工作环境：温度、腐蚀介质和疲劳载荷等环境因素也会对圆柱扭转弹簧的应力产生影响。
高温环境下弹簧材料的弹性模量可能会降低，腐蚀介质可能会加速材料的腐蚀疲劳，而疲劳载荷则可能会引起材料微观结构的损伤累积。
四、实验研究与有限元分析为了更准确地评估圆柱扭转弹簧所承受的应力，除了理论计算外，还需要进行实验研究和有限元分析。
实验研究可以通过对实际工作条件下的弹簧进行加载和测量，直接获取其应力分布和变形情况。
有限元分析则可以通过建立弹簧的数值模型，模拟不同工况下的应力分布和变形行为，为优化设计提供依据。
圆柱螺旋压缩弹簧选用标准
圆柱螺旋压缩弹簧选用标准圆柱螺旋压缩弹簧是一种常见的机械零部件，广泛应用于各种机械设备中。
在选择圆柱螺旋压缩弹簧时，合适的选用标准是非常重要的。
本文将从材料、尺寸、弹簧特性等方面，介绍圆柱螺旋压缩弹簧选用的标准。
首先，材料是选择圆柱螺旋压缩弹簧的首要考虑因素之一。
弹簧材料的选择直接影响到弹簧的使用寿命和性能。
一般来说，弹簧材料应具有良好的弹性和疲劳强度，常见的弹簧材料有优质碳素钢、合金钢、不锈钢等。
在选择材料时，需要考虑到弹簧的使用环境、工作温度和受力情况，以确保弹簧具有足够的强度和耐腐蚀性。
其次，尺寸是圆柱螺旋压缩弹簧选用的关键因素之一。
弹簧的尺寸包括直径、螺距、圈数、自由长度等。
这些尺寸的选择需要根据弹簧的使用要求和受力情况来确定。
一般来说，直径和螺距决定了弹簧的刚度和承载能力，圈数和自由长度则影响了弹簧的变形量和工作高度。
因此，在选择弹簧尺寸时，需要综合考虑弹簧的工作环境和受力情况，以确保弹簧能够正常工作并具有足够的寿命。
此外，弹簧特性也是圆柱螺旋压缩弹簧选用的重要考虑因素之一。
弹簧特性包括刚度、最大变形量、最大工作高度等。
在选择弹簧时，需要根据弹簧在实际工作中所需的特性来确定。
例如，对于需要较大变形量的应用，需要选择刚度较小的弹簧；对于需要较大工作高度的应用，需要选择圈数较多的弹簧。
因此，在选择弹簧特性时，需要充分了解弹簧在实际工作中的要求，以确保弹簧能够满足工作需求。
综上所述，圆柱螺旋压缩弹簧选用的标准主要包括材料、尺寸和特性。
在选择弹簧时，需要综合考虑弹簧的使用环境、工作要求和受力情况，以确保弹簧能够正常工作并具有足够的寿命。
同时，需要注意选择合适的弹簧材料、尺寸和特性，以满足实际工作需求。
希望本文对圆柱螺旋压缩弹簧选用标准有所帮助。
圆柱螺旋弹簧一般计算公式
1. 弹簧刚度：
2. 力值： 其中：G 为材料剪切模量，一般不锈钢取71500Mpa,碳钢取
78500Mpa ；
d 为材料直径；
D 为弹簧中径；
n 为弹簧有效圈数；
f 为变形量（拉压行程）。
3. 应力： K 为曲度系数，公式为： 其中C 为弹簧旋绕比，是弹簧中径与线径的比值，即
4. 下表是GB/T23935-2009（圆柱螺旋弹簧设计计算）中压缩弹簧及拉伸弹簧的试验切应力及许用应力表
表2-1
n D d G 34
,
8P =f 8f 34,
⋅==n D Gd P P K PC K ⋅=⋅=2
3d 8d 8PD ππτC
C C K 615.04414+--=d D
C =
比压簧多了初拉力，加上初拉力就行。
初拉力： 其中初拉力τ0按初切应力图选取，见下图。
三．扭簧：
1.计算刚度 Dn
Ed M 3670'4= Nmm/° 2.扭矩 ϕ⋅=Dn
Ed M 36704
Nmm 式中:d---材料直径；
E---材料的弹性模量，一般不锈钢丝取188000Mpa ，碳素钢丝
取206000Mpa ；
D---弹簧外径；
ϕ---弹簧的扭转行程（角度）；
4. 应力： K1为曲度系数，顺旋向扭转取1，逆旋向扭转时按下式：
308τπ⋅=D d P 132
.10K d
M ⋅=σ
下表是GB/T23935-2009（圆柱螺旋弹簧设计计算）中扭转弹簧的试验切应力及许用应力表
C
C C C K 4414221---=。
扭转弹簧的工作原理
扭转弹簧的工作原理
扭转弹簧是一种广泛应用于各种机械设备中的机械元件，其工作原理是通过受力进行扭转变形，然后储存弹性能量，用于驱动其他机械元件的运动。
下面将从材料、结构和应用三个方面详细介绍扭转弹簧的工作原理。
材料
扭转弹簧通常采用高弹性材料制造，如高强度钢材、高弹性有色金属以及高分子材料等。
主要的考虑因素是弹簧所承载的力的大小、弹簧的体积以及使用寿命的要求等。
漏电弹簧则需采用耐腐蚀耐热材料制造。
结构
扭转弹簧的结构一般呈螺旋形，也有一定的圆柱形和锥形等。
在弹簧的两端设有钩子或脚，以便固定在机械设备的零件上。
在扭转弹簧的一侧受到外力，弹簧将扭转变形，储存弹性能量。
当外力消失时，弹簧会恢复原来的状态，并将储存的能量释放出来，驱动其他机械元件的运动。
应用
扭转弹簧广泛应用于各种机械设备中，如汽车制造、钢铁制造、航空
航天制造等。
在汽车制造中，扭转弹簧用于汽车悬挂系统中，起到舒适性和稳定性的作用；在钢铁制造中，扭转弹簧用于卷板机中，控制钢材的张力，确保钢材质量；在航空航天制造中，扭转弹簧用于飞机起落架中，承载机身重量，起到缓冲作用。
综上所述，扭转弹簧作为一种重要的机械元件，广泛应用于各种机械设备中。
其弯曲受力、扭转变形的工作原理，体现了材料的高弹性和结构的合理设计。
通过对扭转弹簧的了解，能够更好地应用于实际工程中，提高机械设备的效能与性能。
圆柱螺旋扭转弹簧solidworks
圆柱螺旋扭转弹簧solidworks 以下是一份基于SolidWorks软件的圆柱螺旋扭转弹簧建模步骤：
1. 打开SolidWorks软件，新建一个零件。
2. 在右视基准面进行草图绘制，如圆，直径为10。
3. 点击“特征-曲线-螺旋线”，然后按照软件界面上的参数进行设置，以确定弹簧的起始和结束位置。
4. 点击“特征-参考几何体-新建基准面”，选择螺旋线的左端点和前视基准面作为参考。
5. 在上一步新建的基准面上新建草图，进行下面的绘制，完成后退出草图。
6. 再次点击“特征-参考几何体-新建基准面”，这次选择螺旋线的右端点和上视基准面作为参考。
7. 在上一步的基准面上进行草图绘制，注意这里草图的上端点与螺旋线需要添加穿透的几何关系。
8. 点击“特征-曲线-组合曲线”，一次选择草图、螺旋线、草图，组合成一条线。
9. 点击“特征-扫描-圆形轮廓”，直径为2。
10. 完成建模后，可以添加颜色，并添加小金球进行美化。
这只是一个基本步骤，建模过程可以根据需求进行调整。
请注意，这个步骤需要一定的SolidWorks操作经验才能顺利完成。
第16章机械设计弹簧PPT教案
工艺试验包括：耐冲击、疲劳等试验
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三、弹簧的材料及许用应力
要求：高的弹性极限、疲劳极限、一定的冲击韧性、 塑性和良好的热处理性能。
材料：优质碳素弹簧钢、合金弹簧钢、有色金属合金。
拉伸弹簧
（1）各圈相互并紧δ=0；
（2）制作完成后具有初拉力；
（3）端部做有拉钩，以便安装 和加载。
拉钩形式：半圆钩环型、圆钩环型、转钩、可调转钩。
改进后的结构
拉伸弹簧的结构尺寸计算与压缩弹簧相同。
特点：结构简单、制造容易、但弯曲应力大。应用于中小载荷与不重要的场合。
特点：弯曲应力小。适用于变载荷的场，但成本较高。
(4)试算簧丝直径
(2) 选择旋绕比C，通常可取C ≈5 ~8，并算出补偿系数K值；
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(5)根据变形条件求出弹簧工作圈数
对于有预应力的拉伸弹簧
对于压缩弹簧或无预应力的拉伸弹簧
(6) 检查D2、D1、H0是否符合安装要求等;
(7) 验算
强度验算
振动验算
稳定性验算
①强度校核
弹簧的材料
碳素弹簧钢：含碳量在0.6 % ~0.9%之间，如65、70、85
合金弹簧钢：硅锰钢、铬钒钢。
有色金属合金：硅青铜、锡青铜、铍青铜。
优点：容易获得、价格便宜、热处理后具有较高的强 度，适宜的韧性和塑性。
缺点：当d>12 mm，不易淬透，故仅适用于小尺寸的 弹簧。
强度条件
当弹簧的设计计算及材力学性能数据精确性高时，取： SS =1.3~1.7； 当精确性低时，取： SS =1.8~2.2。
弹簧的类型及其性能与应用
弹簧的类型及其性能与应用一、圆柱螺旋弹簧圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧特性线呈线性，刚度稳定，结构简单，制造方便，应用较广，在机械设备中多用作缓冲，减振，以及储能和控制运动等。
矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧结构图特性线在同样的空间条件下，矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧比圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧的刚度大，吸收能量多，特性线更接近于直线，刚度更接近于常数。
扁形截面圆柱螺旋压缩弹簧结构图特性线与圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧比较，具有储存能量大，压并高度低，压缩量大，因此被广泛用于发动机阀门机构，离合器和自动变速器等安装空间比较小的装置上。
不等节距圆柱螺旋压缩弹簧当载荷增大到一定程度后，随着载荷的增大，弹簧从小节距开始依次逐渐并紧，刚度逐渐增大，特性线由线性变为渐增型。
因此其自振频率为变值，有较好的消除或缓和共振的影响，多用于高速变载机构。
多股圆柱螺旋压缩弹簧结构图材料为细钢丝拧成的钢丝绳。
在未受载荷时，钢丝绳各根钢丝之间的接触比较松，当外载荷达到一定程度时，接触紧密起来，这时弹簧刚性增大，因此多股螺旋弹簧的特性线有折点。
比相同截面材料的普通圆柱螺旋弹簧强度高，减振作用大。
在武器和航空发动机中常有应用。
圆柱螺旋拉伸弹簧性能和特点与圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧相同，它主要用于受拉伸载荷的场合，如联轴器过载安全装置中用的拉伸弹簧以及棘轮机构机构中棘爪复位拉伸弹簧。
圆柱螺旋扭转弹簧承受扭转载荷，主要用于压紧和储能以及传动系统中的弹性环节，具有线性特性线，应有广泛，如用于测力计及强制气阀关闭机构。
二、变径螺旋弹簧圆锥形螺旋弹簧作用与不等节距螺旋弹簧相似，载荷达到一定程度后，弹簧从大圈到小圈依次逐渐并紧，簧圈开始接触后特性线为非线性，刚度逐渐增大，自振频率为变值，有利于消除或缓和共振，防共振能力较等节距压缩弹簧强。
这种弹簧结构紧凑，稳定性好，多用于承受较大载荷和减振，如应用于重型振动筛的悬挂弹簧及东风型汽车变速器。
蜗卷螺旋弹簧特性线蜗卷螺旋弹簧和其他弹簧相比较，在相同的空间内可以吸收较大的能量，而且其板间存在的摩擦可利用来衰减振动。
螺旋弹簧分类
螺旋弹簧分类螺旋弹簧是一种常见的机械零件，广泛应用于各种机械设备中，例如汽车悬挂系统、机械钟表、电子设备等。
按照不同的分类方法，螺旋弹簧可以分为不同的类型。
本文将以螺旋弹簧的不同分类为主线，介绍螺旋弹簧的相关知识。
一、按照用途分类按照螺旋弹簧的用途，可以分为压缩弹簧、拉伸弹簧和扭转弹簧三种类型。
1.压缩弹簧压缩弹簧是一种常见的弹簧类型，其主要用途是在受力时缩短长度，产生弹性变形。
压缩弹簧广泛应用于汽车悬挂系统、家用电器、机械设备等领域。
例如，汽车悬挂系统中的减震器就是通过压缩弹簧来实现减震效果的。
2.拉伸弹簧拉伸弹簧是一种将受力方向拉伸变形的弹簧类型。
拉伸弹簧通常用于电子设备、家具、机械设备等领域。
例如，手表中的发条就是一种拉伸弹簧。
3.扭转弹簧扭转弹簧是一种通过扭转变形来产生弹性力的弹簧类型。
扭转弹簧广泛应用于汽车、机械设备、家用电器等领域。
例如，汽车发动机中的气门弹簧就是一种扭转弹簧。
二、按照形状分类按照螺旋弹簧的形状，可以分为圆柱形、圆锥形和螺旋形三种类型。
1.圆柱形弹簧圆柱形弹簧是一种直径和长度相等的弹簧类型，其外形呈圆柱形。
圆柱形弹簧通常用于汽车悬挂系统、机械设备等领域。
例如，汽车悬挂系统中的弹簧就是一种圆柱形弹簧。
2.圆锥形弹簧圆锥形弹簧是一种直径逐渐变小的弹簧类型。
圆锥形弹簧通常用于减震系统、机械设备等领域。
例如，汽车减震系统中的弹簧就是一种圆锥形弹簧。
3.螺旋形弹簧螺旋形弹簧是一种呈螺旋状的弹簧类型，其外形类似于螺旋线。
螺旋形弹簧广泛应用于电子设备、机械设备等领域。
例如，机械键盘中的按键弹簧就是一种螺旋形弹簧。
三、按照材料分类按照螺旋弹簧的材料，可以分为钢制弹簧、不锈钢弹簧、铜制弹簧、合金弹簧等多种类型。
1.钢制弹簧钢制弹簧是一种最常见的弹簧类型，主要由普通碳钢或合金钢制成。
钢制弹簧广泛应用于汽车、机械设备、家用电器等领域。
2.不锈钢弹簧不锈钢弹簧是一种具有较强的抗腐蚀性能的弹簧类型，通常用于医疗设备、食品加工设备、航空航天设备等领域。
汽车用螺旋弹簧设计和制造知识概述
可参照表3计算：
总圈数n1
n+1.5 n+2 n+2.5 n+2 n+2.5
自有高度H0 nt+d
nt+1.5d nt+2d nt+3d nt+3.5d
端部形式
两端圈磨平 两端圈不磨
压缩弹簧的典型图样
以下两种表达方式皆可：
弹簧技术要求含：
1. 总圈数 2. 工作圈数 3. 绕制方向 4. 表面处理 5. 制造技术条件 6. 设计计算参数
C
旋绕比
K
应力修正系数
K 4C 1 0.615
t
弹簧节距
4C 4 C
mm
F1 Ip
弹簧安装时的予加载荷 N 材料截面极惯性矩 ， 圆形截面为
Ip
d 4
32
mm4
圆柱螺旋压缩弹簧的计算公式
1. 载荷 F 与变形 f 的简化计算式：
f
FD3n
4GI p
8FD3n Gd 4
8FC 3n Gd
2. 载荷与应力的计算式：
除此之外，喷丸处理还可消除弹簧表面的 疵点、脱碳（严重降低弹簧的疲劳强度） 和微小缺陷，从而消除或减少了疲劳源。
应当指出，喷丸后的弹簧长度会变短，制定 工艺时应予以考虑。喷丸处理和强化处理 可同时在重要弹簧上采用，譬如悬架弹簧。
弹簧的表面处理
1.弹簧的金属保护层： 镀锌处理：锌在干燥空气中较安定，不变化。在 潮湿空气中会产生一层氧化锌白色薄膜，它可阻 止弹簧继续遭受腐蚀，可用于弹簧在一般大气条 件下防腐。凡是与硫酸、盐酸和苛性钠相接触的 弹簧则不宜用镀锌处理。 镀锌后的弹簧还可经钝化处理，藉以进一步提高 保护性能和增加美观。 镀锌层厚一般在6-24微米范围内选取。
常用国家弹簧标准
弹簧标准目录CB 861-1976 圆柱螺旋弹簧技术条件GB 10182-1988 可变弹簧支吊架GB 2088-1980 普通圆柱螺旋拉伸弹簧(圆钩环压中心型)尺寸GB 2089-1980 普通圆柱螺旋压缩弹簧(两端圈并紧磨平或锻平型)尺寸GB/T 1239.1-1989 冷卷圆柱螺旋拉伸弹簧技术条件GB/T 1239.2-1989 冷卷圆柱螺旋压缩弹簧技术条件GB/T 1239.3-1989 冷卷圆柱螺旋扭转弹簧技术条件GB/T 1239.4-1989 热卷圆柱螺旋弹簧技术条件GB/T 1239.5-1989 圆柱螺旋弹簧抽样检查GB/T 1239.6-1992 圆柱螺旋弹簧设计计算GB/T 1358-1993 圆柱螺旋弹簧尺寸系列GB/T 13828-1992 多股圆柱螺旋弹簧GB/T 14527-1993 复合阻尼隔振器和复合阻尼器GB/T 16947-1997 螺旋弹簧疲劳试验规范GB/T 1805-2001 弹簧术语GB/T 1972-1992 碟形弹簧GB/T 1972-2005 碟形弹簧GB/T 1973.1-1989 小型圆柱螺旋弹簧技术条件GB/T 1973.2-1989 小型圆柱螺旋拉伸弹簧尺寸及参数GB/T 1973.3-1989 小型圆柱螺旋压缩弹簧尺寸及参数GB/T 2087-2001 圆柱螺旋拉伸弹簧尺寸及参数(半圆钩环型)GB/T 2088-1997 圆柱螺旋拉伸弹簧(圆钩环压中心型)尺寸及参数GB/T 2089-1994 圆柱螺旋压缩弹簧(两端圈并紧磨平或锻平型)尺寸及参数GB/T 4142-2001 圆柱螺旋拉伸弹簧尺寸及参数(圆钩环型)GJB 1948-1994 隔振器通用规范GJB 208-1986 火炮扭杆弹簧制造与验收技术条件HB 4385-1989 扭簧HB 4387-1989 压缩弹簧HB 4418-1990 弹簧HB 6076-1986 圆柱螺旋扭转弹簧技术条件JB 3338-1983 液压件圆柱螺旋压缩弹簧技术条件JB 3823-1984 汽车悬架用螺旋螺簧技术条件JB 3899-1985 汽车发动机气门弹簧技术条件JB/T 10416-2004 悬架用螺旋弹簧技术条件JB/T 10417-2004 摩托车减震弹簧技术条件JB/T 3338.1-1993 液压件圆柱螺旋压缩弹簧技术条件JB/T 3338.2-1993 液压件圆柱螺旋压缩弹簧设计计算JB/T 53394-2000 碟形弹簧产品质量分等(内部使用)JB/T 53396-2000 液压件圆柱螺旋弹簧产品质量分等(内部使用)JB/T 56138-1999 弹簧减振器产品质量分等(内部使用)JB/T 58700-2000 弹簧产品质量分等总则(内部使用)JB/T 58701-2000 小型圆柱螺旋弹簧产品质量分等(内部使用)JB/T 58702-2000 圆柱螺旋弹簧产品质量分等(内部使用)JB/T 6653-1993 扁钢丝圆柱螺旋压缩弹簧JB/T 6654-1993 平面涡卷弹簧技术条件JB/T 6655-1993 耐高温弹簧技术条件JB/T 7366-1994 平面涡卷弹簧设计计算JB/T 7367-1994 圆柱螺旋压缩弹簧磁粉探伤方法JB/T 7367.1-2000 圆柱螺旋压缩弹簧超声波探伤方法JB/T 7590-1994 电机用钢质波形弹簧技术条件JB/T 7944-2000 圆柱螺旋弹簧抽样检查JB/T 8064.1-1996 压缩气弹簧技术条件JB/T 8064.2-1996 可锁定气弹簧技术条件JB/T 8130.2-1999 可变弹簧支吊架JB/T 8584-1997 橡胶--金属螺旋复合弹簧JB/T 9127-2000 圆柱螺旋弹簧喷丸技术规范JB/T 9129-2000 60Si2Mn钢螺旋弹簧金相检验JB/Z 255-1985 圆柱螺旋压缩弹簧喷丸技术规范JG/T 3024-1995 建筑用阻尼弹簧隔振器QB/T 2577-2002 橡胶空气弹簧SN/T 0360-1995 出口弹簧夹头检验规程ZB J26001-1988 60SiMn钢螺旋弹簧金相检验ZB J26001-88 60SiMn钢螺旋弹簧金相检验。
圆柱弹簧的设计与计算
115 120 125 130 135 140 145 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 300 320 340 360 380 400 450 500 550 600 650 700
表8 有效圈数n（圈） 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.25 4.5 4.75 压缩弹簧 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 15 16 18 20 22 25 28 30 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 拉伸弹簧 14 15 16 17 18 19 20 22 25 28 39 35 40 45 50 55 60 65 70 80 90 100
两端圈制扁并紧磨平或不 磨
代号 LⅠ
LⅡ LⅢ
表3 冷卷拉伸弹簧（L）
简
图
端部结构型式 半圆钩环
圆钩环 圆钩环压中心
LⅣ LⅤ LⅥ LⅦ LⅧ
代号 RLⅠ RLⅡ RLⅢ
代号 NⅠ NⅡ NⅢ
偏心圆钩环
长臂半圆钩环 长臂小圆钩环
可调式拉簧 两端具有转钩环
表4 热卷拉伸弹簧（RL）
简
图
端部结构型式 半圆钩环
高的疲劳极限、屈服点和足够的冲出韧度。对热成型的弹簧还要求材料有良好的淬透性、低的过热敏感 性和不易脱碳等性能。
（1）圆柱螺旋弹簧按所受载荷分类 圆柱螺旋弹簧按所受载荷的情况分为三类：
Ⅰ类──受循环载荷作用次数在1×106次以上的弹簧；
Ⅱ类──受循环载荷作用次数在1×103～1×106次范围内及受冲出载荷的弹簧；
螺旋弹簧结构及制造
螺旋弹簧结构及制造一、圆柱螺旋弹簧结构圆柱螺旋弹簧根据受力性质，有三种类型：1. 圆柱螺旋压缩弹簧1）弹簧各圈间距设弹簧的节距为p；弹簧丝的直径为d；在自由状态下各圈之间应有适当的间距δ。
为了使弹簧在压缩后仍能保持一定的弹性，还应保证在最大载荷作用下，各圈之间仍具有一定的间距δ1。
δ1的大小一般推荐为:δ1=0.1d≥0.2mm2）死圈弹簧的两个端面圈与邻圈并紧(无间隙)，只起支承作用，不参与变形，故称为死圈。
当弹簧的工作圈数n≤7时，弹簧每端的死圈约为0.75圈；当n>7时，每端的死圈约为1～1.75圈。
3）端部结构形式YI型(图a)：两个端面圈均与邻圈并紧，并在专用的磨床上磨平；YII型(图b)：加热卷绕时弹簧丝两端锻扁且与邻圈并紧(端面圈可磨平，也可不磨平)；YIII型(图c)：两个端面圈均与邻圈并紧不磨平在重要的场合，应采用YI型，以保证两支承端面与弹簧的轴线垂直，从而使弹簧受压时不致歪斜。
弹簧丝直径d≤0.5mm时，弹簧的两支承端面可不必磨平。
d>0.5mm的弹簧，两支承端面则需磨平。
磨平部分应不少于圆周长的3/4。
端头厚度一般不小于d/8，端面粗糙度应低于Ra252．圆柱螺旋拉伸弹簧1）端部挂钩型式拉伸弹簧为了便于联接、固着及加载，两端制有挂钩。
LI型和LII型挂钩制造方便，应用很广。
但因挂钩过渡处产生很大弯曲应力，故只宜用于弹簧丝直径d≤l0mm的弹簧中。
LVII、LVIII型挂钩不与弹簧丝联成一体，故无前述过渡处的缺点，而且这种挂钩可以转到任意方向，便于安装。
在受力较大的场合，最好采用LVII型挂钩，但它的价格较贵。
2）有预应力的拉伸弹簧圆柱螺旋拉伸弹簧空载时，各圈应相互并拢。
另外，为了节省轴向工作空间，并保证弹簧在空载时各圈相互压紧，常在卷绕的过程中，同时使弹簧丝绕其本身的轴线产生扭转。
这样制成的弹簧，各圈相互间即具有一定的压紧力，弹簧丝中也产生了一定的预应力，故称为。
弹簧的分类
弹簧的分类主要分类按受力性质，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧，按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等，按制作过程可以分为冷卷弹簧和热卷弹簧。
普通圆柱弹簧由于制造简单，且可根据受载情况制成各种型式，结构简单，故应用最广。
弹簧的制造材料一般来说应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能等，常用的有碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等。
弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。
弹簧丝直径小于8毫米的一般用冷卷法，大于8毫米的用热卷法。
有些弹簧在制成后还要进行强压或喷丸处理，可提高弹簧的承载能力。
根据《中国弹簧制造行业产销需求与投资预测分析报告前瞻》[1]统计，弹簧可以分为以下7类：1、螺旋弹簧即扭转弹簧，是承受扭转变形的弹簧，它的工作部分也是密绕成螺旋形。
扭转弹簧端部结构是加工成各种形状的扭臂，而不是勾环。
2、拉伸弹簧是承受轴向拉力的螺旋弹簧。
在不承受负荷时，拉伸弹簧的圈与圈之间一般都是并紧的没有间隙。
3、压缩弹簧是承受向压力的螺旋弹簧，它所用的材料截面多为圆形，也有用矩形和多股钢萦卷制的，弹簧一般为等节距的，压缩弹簧的形状有：圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形和少量的非圆形等，压缩弹簧的圈与圈之间会有一定的间隙，当受到外载荷的时候弹簧收缩变形，储存变形能。
4、扭力弹簧利用杠杆原理，通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料扭曲或旋转，使之具有极大的机械能。
5、渐进型弹簧，这种弹簧采用了粗细、疏密不一致的设计，好处是在受压不大时可以通过弹性系数较低的部分吸收路面的起伏，保证乘坐舒适感，当压力增大到一定程度后较粗部分的弹簧起到支撑车身的作用，而这种弹簧的缺点是操控感受不直接，精确度较差。
6、线性弹簧，线性弹簧从上至下的粗细、疏密不变，弹性系数为固定值。
这种设计的弹簧可以使车辆获得更加稳定和线性的动态反应，有利于驾驶者更好的控制车辆，多用于性能取向的改装车与竞技性车辆，坏处当然是舒适性受到影响。
扭转弹簧设计计算
导杆直径D´(mm)
D´=0.9*(D1-△D)
9.58
判断是否长扭臂 (l1+l2)≥0.09*Pi*D*n
短扭臂
刚度系数T´ {N.mm/(°)}
扭矩T1 (N.mm)
短扭臂
T′ Ed4 3667Dn
长扭臂
T′
Ed 4 3367[Dn 1
(l1
l 2)]
3
T1=T´*φ1
6.2092 124.184
扭转弹簧设计计算
引用标准：GB/T 23935-2009 圆柱螺旋弹簧设计计算 适用范围：适用于冷拉钢丝（直径小于12mm),材质为不锈钢及琴钢丝
扭簧线径d（mm）
2
请输入
扭簧中径D（mm)
13
请输入
有效圈数n
10
请输入
参数输入 初始角度φ1(°)
20
工作角度φ2(°)
100
固定侧力臂l1（mm)
7.5
0.68
0.68
0.55
0.55
0.45
0.45
琴钢丝E组 0.7 0.58 0.49
琴钢丝F组 0.7 0.58 0.49
T′ Ed4 3667Dn
Ed 4 367[Dn 1 (l1 l2)]
3
6.2092 6.1366
琴钢丝G组 0.7 0.58 0.49
负荷类型 静负荷 动负荷有限疲劳 动负荷无限疲劳
弹簧弹性模量
弹簧材料 不锈钢A组 不锈钢B组 不锈钢C组 琴钢丝E组 琴钢丝F组 琴钢丝G组
弹性模量 试验弯曲
E(MPa)
应力系数
185000 0.75
195000 0.75
195000 0.75
圆柱螺旋扭转弹簧设计计算
圆柱螺旋扭转弹簧设计计算目前，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。
（见图一）圆线弹黄64 • 180 ∙Af ∙ // ∙ D12∙180∙Λ∕∙∏∙Z)1 2∙ 180-螺旋线圈构成的圆柱形弹簧，工作线圈间为恒定间距，能够承受垂直于环绕轴沿着卷绕方向和反方向的扭力。
线径大于16mm的弹簧通常为冷卷。
热成型弹簧用于强负载的直径大于IOnIm的较大尺寸弹簧。
备注：该计算设计用于线圈卷绕方向的扭转负载，不计入弹簧内部或外部导向零件的支撑效果。
也不计入出现的摩擦效果。
线圈之间的可能的摩擦也不计入在内。
适合中低负载、线性工作特性、相关低弹簧系数、低费用。
扭簧按两种基本设计制造：紧和松(线圈间隙)。
如果是静态负载，紧凑的线圈为推荐选项。
但是，工作线圈之间出现摩擦，这将导致弹簧寿命减少。
另外，线圈的过于接近的间隙阻止弹簧完美喷丸。
备注：承载负载过程中，在卷绕方向上的负载弹簧长度增加。
热成型弹簧通常一定在线圈之间会有间隙。
C二弹簧指数(c=D∕d; c=D∕t)[-]b二线宽[单位：mm, in]d二线径[单位：mm, in]D二中心弹簧直径[单位：mm, in]M二弹簧负载[Nmπι, Ib in]E=拉伸弹性模量[MPa, psi]k二扭转弹簧率[Nmm∕° , Ib in∕° ]Kb=曲线修正因数[-]LK=卷绕部分的长度[单位：mm, in]n=工作线圈数[-]P二线圈间距[单位：mm, in]廿线厚度[单位：mm, in]a=角度偏移[° ]dθ=自由弹簧的角度［。
］S=弹簧材料的弯曲应力［MPa, psi］曲线修正因数、修正因数显示弹簧来自曲线的额外应力、弹簧功能尺寸。
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A类
0.3, 0.5, 0.8,
弹簧直径d计算公式
d=（10MnK1/[σBP]）1/3Mn为最大工作扭矩，
[σBP]为弹簧许用弯曲应力，
B类
0.2, 0.4, 0.6 , 1
C类
除A类、B类以外所有在弹簧直径d规定范围(GB1358-78)之内的数值
弹簧中径D规定范围(GB1358-78)
0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.2, 1.6, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 16, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 100, 110,
120, 130, 140, 150, 160, 200, 220, 240, 260, 280, 300, 320, 360, 400（第一系列）
弹簧中径D选用标准
A类
2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20
弹簧中径D计算公式
D=D2-d, D2为弹簧外径
B类
3, 5, 7, 9
C类
除A类、B类以外所有在弹簧中径D规定范围(GB1358-78)之内的数值
尺寸参数
弹簧直径d规定范围(GB1358-78)
0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.6, 0.8, 1, 1.2, 1.6, 2, 2.5, 3, 3.5 4, 4.5, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80（第一系列）
（0.5*8*15*5β=120°）
弹簧类别
产品编号
材料
表面处理
主要尺寸参数(d*D*H0*n β=)
备注
扭转弹簧
******
65Mn
镀镍
0.5*8*15*5 β=120°
注明：表中A类标准为优先选用标准，B类选用时需经标准化组审核后才能选用，C类原则上不选用，若有特殊情况需要选用时，需经研发部经理审批后方可选用。
1.17
旋绕比C
6
6.2
6.4
6.5
6.6
6.8
7
7.2
7.4
7.5
7.6
7.8
8
8.5
9
曲度系数比K1
1.15
1.14
1.13
1.12
1.11
1.1
1.09
旋绕比C
9.5
10
11
12
14
曲度系数比K1
1.09
1.08
1.07
1.06
旋绕比C与曲度系数比K1计算关系
C=D/d, K1（碳素弹簧钢丝）
B类
65Mn(琴钢丝)、黄铜H62
C类
1Cr18Ni9、55Si2Mn、QSn3-1、QBe2等
表面处理
A类
镀镍（热处理RHC45~50）
B类
镀白锌（热处理RHC45~50）
C类
发兰、、发黑、镀彩锌（热处理RHC45~50）
标记示例：215000系列产品扭转弹簧d=0.5,D=8,H0=15,n=5,β=120°，材料为65Mn，表面镀镍：扭转弹簧215000 65Mn镀镍
圆柱螺旋扭转弹簧有关参数标准选用范围PA0006.0Q/AD
旋绕比C
一般按下述范围选取：热卷弹簧4~10；冷卷弹簧4~14超出此选取范围难制作
旋绕比C与曲度系数比K1对应关系
旋绕比C
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
5
5.2
5.5
5.6
5.8
曲度系数比K1
1.25
1.2
1.19