弹簧常识

平均直径（中心径D）：D＝ID＋d
内径（ID）：ID＝OD－2d
自由长（L）：拉伸弹簧未作用前之长度。
自由高（H）：压缩弹簧未作用前之高度。
有效卷数（Na）：总卷数－座卷（对压簧而言）。
总卷数（Nt）：有效卷＋座卷（对压簧而言）。
座卷：压簧之两端未有压缩作用之卷数（密着卷）。
因材质为琴钢线其G值为8000
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3
K＝8000×0.6／8×20×5 ＝0.052㎏/㎜
4
2
Pi＝π×0.6 ×8000／800×5 ＝0.163㎏/㎜
P＝K×δ＋Pi＝0.052×5＋0.163＝0.423㎏＝423g
弹簧设计实例：扭转弹簧
材质：琴钢线 线径：0.32 (㎜) 内径：5.68 (㎜) 有效卷数：5¼ 卷 请问其作用角度θ为30°其荷重(P)为多少？
弹簧之特性与设计 SPRING
新日兴股份有限公司
大纲
( 一 ) 何谓弹簧 ( 二 ) 弹簧之种类 ( 三 ) 弹簧之一般用语与规格 ( 四 ) 弹簧常用之材料 ( 五 ) 弹簧之后续处理 ( 六 ) 弹簧设计实例
何谓弹簧：SPRING
• 利用物体之弹性加以变形而积蓄之能量 为主要目的之机械元件。
弹簧之后续处理：
• 热处理：消除内应力；使形状固定，增加弹性寿命。
箱式电气炉、轮带输送式电气炉
• 表面处理：防锈、美观（不锈钢线除外）
防锈油、染黑、镀镍(NI)、镀锌(ZN)、镀金(AU)、镀锡(SI)、镀 银(AG)…
弹簧设计实例：压缩弹簧
材质：SUS304WPB 线径：0.8 (㎜) 外径：9.1 (㎜) 自由高：20 (㎜) 总卷数：７卷 座卷：两端各１卷 请问其作用长度为5㎜时其荷重(P)为多少？ 《Ans》
《Ans》
4
因材质为琴钢线其E值为21000 KTd = 21000×0.324÷﹝3667×6×5.25＋389(17＋15) ﹞= 1.72 g/deg
P = KTd×θ÷(a1) = (1.72×30)÷17 = 3.04 g
螺旋角(pitch)：不得超过14°（除非特种材料）。
卷方向：右向（正面而言右边较高者或逆时针方向转出者）。

左向（正面而言左边较高者或顺时针方向转出者）。
弹簧规格之一般用语与规格：
• 弹簧定数(常数)：
• 密着高（HS）：弹簧作用至所有卷数密着时之高度。 • 作用长（δ）：加外力于螺旋弹簧所产生之作用长度。 • 初张力（Pi）： 弹簧开始作用之力 • HOOK：拉伸弹簧之弯钩部 • 研磨：一般公差3°(压缩弹簧之端面加以研磨) • 预压：预先消除压缩弹簧之疲乏度。压缩至密着一次或数次。 • 弹簧指数（C）：中心径与线径之比值，即C=D／d。通常以8~10为最佳值。 • 横弹性系数（G）：使材料产生单位剪断应变所必要的应力。 • 纵弹性系数（E）：使材料产生单位拉张应变所必要的应力。
因材质为SUS304WPB其G值为7000
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K＝7000×0.8／8×5×8.3 ＝0.125㎏/㎜
P＝K×δ＝0.125×5＝0.625㎏＝625g
C＝8.3／0.8＝10.375
弹簧设计实例：拉力弹簧
材质：琴钢线 线径：0.6 (㎜) 外径：5.6 (㎜) 自由长：40 (㎜) 有效卷数：２０卷 请问其作用长度为5㎜时其荷重(P)为多少？ 《Ans》
材質 不銹鋼線 鋼線 磷銅線橫彈性係數（G） 縱彈性係數（E）
７,０００
１８,０００
８,０００
２１,０００
４,５００
１１,０００
弹簧常用之材料：
• 不锈钢线：ＳＵＳ３０４ＷＰＢ • 高碳钢线又名琴钢线：ＳＷＰ－Ａ、ＳＷＰ－Ｂ • 碳钢线：ＳＷＣ（含碳量８０Ｃ） • 磷铜线：ＰＢＷ • 镀镍线：ＳＷＩＣ－Ｆ
弹簧种类：
• 压缩弹簧：螺旋中心线方向受压缩负荷 之螺旋弹簧。 • 拉力弹簧：螺旋中心线方向受拉伸负荷之螺旋弹簧。 • 扭转弹簧：螺旋中心线之周围受转力矩之螺旋弹簧
弹簧规格之一般用语与规格：
线径（d）：d＝0.6以下者用分厘卡(micyo meter)测量之。
外径（OD）：OD＝ID＋2d