弹簧讲座知识
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弹簧知识培训课件
• 耐高温弹簧材料如0Cr15Ni25Ti2MoVB等，一般在牌号 前面冠以高温合金的拼音字母“GH”，“G”为“高”的第一 个拼音字头，“H”为“合”的第一个拼音字头，如上述合 金可写成GH132，其中数字为顺序编号。
弹簧知识培训
常 用 碳 素 钢 成 分
弹簧知识培训
不 锈 钢 牌 号 对 照 表
其
用于化工、石油和船舶等工业部门所用的弹簧通常
在潮湿或腐蚀介质的情况下工作，要求弹簧材料应具
它
有较高的抗腐蚀能力，此时可采用耐腐蚀性能较好的
铜合金材料或不锈钢材料。
特
用于原子能、航天航空、兵器等工业部门的一些弹 簧，要求能在较高的工作温度下服役，例如:内燃气
殊
轮机中的喷油器弹簧，其工作温度高达200～500℃。 航空发动机和核反应堆某些关键部位的弹簧，工作温
铁基弹性材料 镍基弹性材料
钴基弹性材料
钛基弹性材料
非金属材料 — 橡胶 ; 塑料 ; 玻璃钢 ; 碳素纤维
; 空气 、 陶瓷
弹簧知识培训
弹簧是一种利用材料弹性特点、用于现代各种机器和仪表
中的重要零件，它广泛被用于工业、交通运输、国防、石油化
弹
工、科研等方面，它的性能与材料的关系十分密切。
好
在弹簧制造过程中材料需经受不同程度的加工变形，
的
因此要求材料具有一定的塑性。例如形状复杂的拉伸弹
塑
簧和扭转弹簧的钩环和扭臂，当曲率半径很小时，对端
性
部钩环或扭臂进行绕制或冲压弯曲成型时，弹簧材料均
和 韧
不能出现裂纹、折损等缺陷 。同时弹簧在承受冲击载荷 或交变载荷时，材料应具有良好的韧性，这样对提高弹 簧疲劳寿命会有很大的益处。
弹簧知识培训
弹簧知识培训
常 用 碳 素 钢 成 分
弹簧知识培训
不 锈 钢 牌 号 对 照 表
其
用于化工、石油和船舶等工业部门所用的弹簧通常
在潮湿或腐蚀介质的情况下工作，要求弹簧材料应具
它
有较高的抗腐蚀能力，此时可采用耐腐蚀性能较好的
铜合金材料或不锈钢材料。
特
用于原子能、航天航空、兵器等工业部门的一些弹 簧，要求能在较高的工作温度下服役，例如:内燃气
殊
轮机中的喷油器弹簧，其工作温度高达200～500℃。 航空发动机和核反应堆某些关键部位的弹簧，工作温
铁基弹性材料 镍基弹性材料
钴基弹性材料
钛基弹性材料
非金属材料 — 橡胶 ; 塑料 ; 玻璃钢 ; 碳素纤维
; 空气 、 陶瓷
弹簧知识培训
弹簧是一种利用材料弹性特点、用于现代各种机器和仪表
中的重要零件，它广泛被用于工业、交通运输、国防、石油化
弹
工、科研等方面，它的性能与材料的关系十分密切。
好
在弹簧制造过程中材料需经受不同程度的加工变形，
的
因此要求材料具有一定的塑性。例如形状复杂的拉伸弹
塑
簧和扭转弹簧的钩环和扭臂，当曲率半径很小时，对端
性
部钩环或扭臂进行绕制或冲压弯曲成型时，弹簧材料均
和 韧
不能出现裂纹、折损等缺陷 。同时弹簧在承受冲击载荷 或交变载荷时，材料应具有良好的韧性，这样对提高弹 簧疲劳寿命会有很大的益处。
弹簧知识培训
弹簧常识——精选推荐
弹簧常识弹簧常识⼀、弹簧1.什么是弹簧？弹簧是利⽤材料的弹性和结构特点，通过变形和储存能量的⼀种机械零件。
2.弹簧的分类⼀般分为三⼤类：螺旋弹簧（包括压簧、拉簧、扭簧）涡旋弹簧卡簧、蛇形弹簧、⽚簧前、后减震弹簧离合器弹簧、⽓门弹簧3弹簧的术语⼯作负荷：弹簧⼯作过程中承受的⼒或扭矩极限负荷：对应于弹簧材料屈服极限的负荷⼯作极限负荷：弹簧⼯作中可能出现的最⼤的负荷压并负荷：弹簧压并时的理论负荷变形量：弹簧沿负荷作⽤⽅向产⽣的相对位移刚度：产⽣单位变形量的弹簧负荷公式（A-B）*刚度=⼒值初拉⼒：密圈螺旋拉伸弹簧在冷卷时形成的内⼒，其值为弹簧开始产⽣拉伸变形时所需加的作⽤⼒。
⾃由⾼度：弹簧⽆负荷时⾼度/长度⾃由⾓度：扭簧⽆负荷时两臂的夹⾓压并⾼度：压缩弹簧压并⾄各圈接触时理论的⾼度节距：螺旋弹簧两相邻有效圈的轴向间距中径：弹簧内径和外径的平均值旋绕⽐：螺旋弹簧中径和材料的⽐值总圈数：沿螺旋轴线两端间的螺旋圈数有效圈数：计算弹簧刚度时的圈数⽀承圈数：弹簧端部⽤于⽀承或固定的圈数总圈数=有效圈数+⽀承圈数⼆、⼯艺⽅法1、⽴定处理将热处理后的压缩弹簧压缩到⼯作极限负荷下的⾼度或压并⾼度⼀次或多次短暂压缩以达到弹簧尺⼨为主要⽬的的⼀种⼯艺⽅法。
2、强压将弹簧压缩到弹簧材料表⾯产⽣有益的与⼯作应⼒反向残余应⼒，以达到提⾼弹簧承载能⼒和稳定⼏何尺⼨的⼀种⼯艺⽅法。
3、疲劳试验考核弹簧疲劳性能的试验。
三、弹簧材料的分类：⼀般分为：碳素钢、合⾦钢、不锈钢、铜合⾦。
1 碳素钢:65Mn 72A 82B T9A 70C 80C 72B SWC.......2 合⾦钢55CrSi 9254 60SI2Mn3 不锈钢SUS301（304 302 303 321）1Cr18N9 .........4 钢合⾦磷青铜黄铜硅青铜锡青铜铍青铜5 琴钢丝：SWP SWP-B四、圈数1、总圈数=有效圈+⽀承圈数⼀般情况之下两头⽀承圈各1圈2、密圈弹簧和疏圈弹簧总圈数=有效圈数3、并紧（密）1圈=2圈五、中径：弹簧内径和外径的的平均值线径：材料钢丝原直径外径=内径+两条线径=中径+1条线径中径=外径—1条线径=内径+1条线径内径=外径—2条线径=中径—1条线径线径=（外径—内径）/2=中径—内径=外径—中径六、旋向：左旋和右旋七、热处理1碳素钢：热处理后，外径变⼩，圈数变多，长度变短2 不锈钢：热处理后，外径变⼤，圈数变少，长度变短3 合⾦钢：热处理后，外径变⼩，圈数变多，长度变短⼋、弹簧外观容易出现的问题1 压簧：开⼝、划伤、变形、凹凸头、切伤第⼆条线、压扁线、收、密圈偏多/⼩、有披锋、平整度及垂直度不良等。
弹簧力学知识点总结归纳
弹簧力学知识点总结归纳一、弹簧的基本概念1. 弹簧的分类根据弹簧的结构和材料，可以将弹簧分为螺旋弹簧、涡卷弹簧、板簧和气弹簧等。
螺旋弹簧是最常见的一种，其主要由圆柱形的弹簧丝卷绕而成。
而涡卷弹簧则是由平行的条状材料绕成的，板簧则是由薄金属板压制而成。
2. 弹簧的作用弹簧在工程中常用来储存和释放能量，它可以在受到外力作用时发生形变，当外力消失时则能够恢复原状。
因此弹簧常用于减震、缓冲、支撑以及传递力和运动等方面。
3. 弹簧的刚度弹簧的刚度可以用来描述弹簧对外力的抵抗能力，通常用刚度系数K来表示。
刚度系数K 定义为弹簧的变形量与受到的外力之间的比值，即K=F/Δx，其中F为受到的外力，Δx为弹簧的变形量。
4. 弹簧的力学模型弹簧在受力时可以近似为线弹簧，其力学模型可以用胡克定律描述。
在胡克定律中，弹簧的变形与受力成正比，即F=KΔx，其中F为外力，K为刚度系数，Δx为变形量。
二、应力-应变关系1. 弹性变形当外力作用在弹簧上时，弹簧会发生形变，这种形变叫做弹性变形。
在弹性变形范围内，弹簧的形变与受力成正比，且当外力消失时弹簧能够恢复原状。
2. 应力-应变关系应力和应变是描述材料受力作用下的变形特性的重要物理量。
弹簧的应力-应变关系通常用应力-应变曲线来描述，曲线的斜率就是弹簧的刚度系数。
3. 弹性模量弹性模量是描述材料在受到外力作用下的形变能力的物理量。
对于弹簧来说，可以用弹性模量来描述其受力形变的特性，通常表示为E。
弹性模量E与弹簧的材料有关，可以通过应力-应变曲线的斜率来计算。
三、哈克定律1. 哈克定律的基本原理哈克定律是弹簧力学中非常重要的定律，其表述为“弹簧的伸长（或压缩）与受力成正比，方向与受力方向相同”。
根据哈克定律，可以得出F=KΔx，即受力与变形之间的关系。
2. 哈克定律的适用范围哈克定律适用于线弹簧在弹性变形范围内的受力情况。
在这个范围内，弹簧的受力与变形成正比，可以用哈克定律来描述。
弹簧基础知识培训
弹簧基础知识一、弹簧的定义、作用、类型：1．弹簧的定义：弹簧是一种机械零件,它利用材料的弹性和结构特点，在工作时产生变形，把机械功或动能转变为变形能（位能），或把变形能（位能）转变为机械功或动能。
2．弹簧的作用：(1）减震（2)控制运动（3）测量器材的衡定（4)储存能量3．弹簧的基本特性(1）刚度：载荷与变形的关系（单位变形量所产生的载荷）。
单位是：N/mm 柔度：单位载荷下产生的变形量。
它与刚度成反比(2）弹簧的变形能（变形所储存的能量,储存——转换—-释放）（3）自振频率(4)弹簧受迫振动的振幅。
4。
弹簧的类型4．1 圆柱螺旋弹簧圆截面材料圆柱螺旋压缩弹簧矩形截面材料圆柱螺旋压缩弹簧扁截面材料圆柱螺旋压缩弹簧不等节距圆柱螺旋弹簧多股螺旋弹簧圆柱螺旋拉伸弹簧圆柱螺旋扭转弹簧4．2 非圆柱螺旋弹簧截锥螺旋弹簧中凹形螺旋弹簧中凸形螺旋弹簧组合螺旋弹簧非圆形螺旋弹簧4．3 其它类型弹簧线成型片弹簧…….。
二、常用的名词诠释。
1．工作负荷：弹簧工作过程中承受的力和扭距。
2．弹簧刚度:单位变形量所产生的负荷。
3．弹簧柔度：单位工作负荷下所产生的变形量。
4．初拉力：密圈螺旋拉伸弹簧在冷卷时形成的内应力，其值为弹簧开始产生拉伸变形时所需的作用力.5．自由高度（长度)：弹簧无负荷时的高度（长度)。
6．压并高度:压缩弹簧压至各圈接触时的理论高度。
7．总圈数：沿螺旋轴线两端间的螺旋圈数。
8．有效圈数:（工作圈数）计算弹簧刚度时的圈数。
9．支承圈数：弹簧端部用于支承或固定的圈数。
10．弹簧中径：弹簧内径和外径的平均值.11．节距：螺旋弹簧两相邻有效圈截面中心线的轴向距离。
12．间距:（坑距)螺旋弹簧两相邻有效圈轴向间距.13．旋绕比:弹簧中径与线径的比值.14．高径比：螺旋压缩弹簧自由高度与中径的比值.15．立定处理：将热处理后的压缩弹簧压缩到工作极限负荷下的高度或压并高度(拉伸到弹簧工作极限下的长度,扭转到工作极限扭转角)一次或多次短暂压缩(拉伸或扭转）以达到稳定弹簧几何尺寸的主要目的的一种工艺方法。
弹簧基础必学知识点
弹簧基础必学知识点
以下是弹簧基础的必学知识点：
1. 弹性力：弹簧的特性之一是能够产生弹性力。
弹性力是指弹簧在被
拉伸或压缩时产生的力，其大小与弹簧的形变程度成正比。
弹簧的弹
性力遵循胡克定律，即弹性力等于形变量与弹簧的弹性系数之积。
2. 弹簧常数：弹簧常数也称为弹性系数，表示弹簧在单位形变量时所
产生的弹性力的大小。
弹簧常数的单位是牛顿/米（N/m）或牛顿/毫米（N/mm）。
3. 弹簧的伸长量和形变量：当弹簧受到拉伸或压缩时，其长度会有所
改变。
弹簧的伸长量指的是弹簧拉伸或压缩后的长度与原始长度之差。
形变量是指弹簧的伸长或压缩量，它是伸长量的正负值，取决于弹簧
是被拉伸还是被压缩。
4. 弹簧的刚度：弹簧的刚度是指单位形变量时产生的弹性力的大小。
刚度与弹簧的弹性系数成正比，刚度越大，弹簧的形变量增加时产生
的弹力也越大。
5. 弹簧的自由长度和自由状态：弹簧的自由长度是指未受任何外力作
用时的长度。
弹簧的自由状态是指弹簧处于无外力作用、没有任何形
变的状态。
6. 弹簧的材料和几何形状：弹簧的材料通常是高强度的合金钢或不锈钢，具有良好的弹性和耐久性。
弹簧的几何形状可以是螺旋形、针形、矩形等，具体形状取决于弹簧的应用场景和要求。
7. 弹簧的应用：弹簧广泛应用于各个领域，如机械工程、汽车工业、电子产品等。
常见的应用包括悬挂系统、阀门调节、减震器、压力传感器等。
这些知识点是了解弹簧基础的关键，掌握这些知识将有助于理解和应用弹簧的工作原理及其在各个领域的应用。
物理弹簧知识点总结
物理弹簧知识点总结一、弹簧的基本概念1. 弹簧的定义弹簧是一种能够存储和释放弹性势能的装置，通常由金属材料制成。
当外力作用于弹簧时，弹簧会发生形变，并储存能量；当外力消失时，弹簧会恢复原状，并释放能量。
弹簧的主要作用是吸收冲击力、减震、调节力的大小等。
2. 弹簧的分类根据外形和用途的不同，弹簧可以分为许多种类。
常见的弹簧包括拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧、碟形弹簧等。
拉伸弹簧用于拉力的传递和存储能量，压缩弹簧用于压缩力的传递和存储能量，扭转弹簧用于转动力的传递和存储能量，碟形弹簧用于扭转和受力均匀分布的场合。
3. 弹簧的材料常见的弹簧材料包括钢、不锈钢、合金钢、铜、铝等。
选择弹簧材料时需要考虑其弹性模量、抗拉强度、屈服强度、延伸率、耐腐蚀性等因素，以及弹簧的工作环境和要求。
二、弹簧的力学性能1. 弹簧的力学模型理想弹簧是一种线性弹簧，它的力学特性服从胡克定律。
胡克定律表明，在弹簧的弹性变形范围内，弹簧的形变与所受力的大小成正比，即F=kx，其中F是外力，x是形变，k是弹簧的弹性系数。
胡克定律是弹簧力学性能的基础，对于理想弹簧的设计和分析非常重要。
2. 弹簧的应力和变形当外力作用于弹簧时，弹簧内部会产生应力，形成弹性变形。
弹簧的应力和变形与外力的大小、弹簧材料的性能、弹簧的形状和尺寸等因素有关。
合理设计和选择弹簧的形状和尺寸，可以使弹簧在工作过程中保持良好的弹性性能。
3. 弹簧的疲劳特性在长时间的循环加载作用下，弹簧会发生疲劳破坏。
弹簧的疲劳特性与弹簧材料的疲劳极限、循环次数、应力幅值等因素有关。
合理设计和使用弹簧，可以延长弹簧的使用寿命，提高弹簧的可靠性和安全性。
4. 弹簧的刚度和预压弹簧的刚度是指单位形变所需的力，通常用弹性系数k表示。
刚度越大，弹簧的弹性越大。
预压是指在安装弹簧时对弹簧施加的静态力，预压可以提高弹簧的刚度和稳定性，防止弹簧在工作过程中产生过大的振动和波动。
三、弹簧的设计和计算1. 弹簧的设计原则弹簧的设计需要考虑弹簧的工作条件、载荷类型、工作环境、弹簧的可靠性和安全性等因素。
弹簧基础知识及设计PPT课件
5 镀锡(Sn)
除油→酸洗→镍底→镀锡
亮白色 便于焊锡，导电性一般。 3~5μm
黑锌
6
镀 锌
蓝锌
(Zn) 五彩锌
白锌
除油→酸洗→镀锌→发黑 除油→酸洗→镀锌→发蓝 除油→酸洗→镀锌→发五彩 除油→酸洗→镀锌→烘干
黑色 蓝色 五彩 白色
防锈(视产品要求) 防锈(视产品要求) 防锈(视产品要求) 防锈(视产品要求)
琴钢丝：60 # - 80 # / 60Mn – 70Mn / T8MnA / T9A
12
2.3弹簧材料的抗拉强度
不锈钢丝：304 / 316 / 631
抗拉强度σb/Mpa
抗拉强度σb/Mpa
钢丝直径 d/mm
0.080 0.090 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20
0.23 0.26 0.29 0.32 0.35 0.40
1961~2206
2059~2305 1912~2157 1569~1814
1961~2206 1814~2059
1471~1716
1863~2108 1765~2010
1373~1618
1765~2010 1667~1912
钢丝直径 d/mm
1.60 1.80 2.00
2.30 2.60
2.90 3.20 3.50 4.00
又用于食品设备，一般仪学设备， 耐热耐蚀。
300°~480°
中
JISG43 之间（视 米灰色亮 14 线径之大 白色
小）
碳 2钢
SWC
C(碳)、Si(硅)、 硬拉钢线，用于耐蚀性差，要 Mn(锰)、P(磷) 求精度不高，钢性较脆，成形后要
线 SWB 、S(硫) 表面处理或加防锈油。
弹簧力学知识培训
弹簧力学知识培训为了提高工程技术人员对弹簧力学的理解和应用能力，我们组织了一次弹簧力学知识培训，旨在帮助学员深入了解弹簧力学的基本原理、应用及实际工程中的问题解决方法。
一、弹簧力学基本原理1. 弹簧的基本结构与分类弹簧是一种具有弹性变形能力的零件，通常由圆钢、方钢或丝材制成。
按照形状可以分为螺旋弹簧、拉伸弹簧、压缩弹簧等；按照应力状态可以分为拉伸弹簧、压缩弹簧和扭转弹簧等。
2. 弹簧工作原理弹簧在受力时会发生形变，当受力去掉后能够恢复原状，这种现象称为弹性变形。
弹簧力学研究弹簧在受力时的变形规律，可以通过胡克定律描述弹簧的力学行为，即弹性形变与受力成正比。
另外，弹簧还存在疲劳现象，需要在设计时考虑弹簧的工作寿命。
3. 弹簧的设计原理弹簧的设计原理包括了弹簧的刚度、应变能、应力分布等方面，设计时需要满足受力条件、工作寿命要求等多种因素。
通过合理的设计可以实现弹簧在工程中的准确应用。
二、弹簧力学的应用1. 汽车底盘弹簧设计汽车底盘弹簧在受到不同道路条件的冲击和振动时，要达到舒适的行驶感受。
培训中将介绍汽车底盘弹簧的设计原理和选型方法。
2. 家具弹簧设计家具弹簧的设计不仅影响到家具的舒适度，还会影响整个家具的使用寿命。
培训中将介绍家具弹簧在设计时需要考虑的因素和解决方案。
3. 机械设备中的弹簧应用机械设备中的弹簧应用非常广泛，比如机床、模具、注塑机、工程机械等。
培训中将结合实际案例，探讨机械设备中弹簧力学的应用。
三、弹簧力学实际案例分析1. 利用有限元分析方法对弹簧受力情况进行模拟仿真，分析弹簧的应力分布、变形情况等。
2. 分析弹簧在实际工程中的故障原因，比如过度磨损、应力集中等问题，并提出相应的解决方案。
3. 通过实际案例对不同类型的弹簧受力情况进行分析，比如弯曲弹簧、螺旋弹簧等，探讨在工程设计中的应用方法。
四、弹簧设计与优化1. 弹簧设计的基本步骤和方法2. 弹簧的优化设计原则3. 利用计算机辅助设计软件进行弹簧设计和仿真分析培训结束后，学员将对弹簧力学有一个更加全面的了解，能够灵活运用弹簧力学的知识解决实际工程中的问题，提高工程质量和效率。
弹簧基础知识培训教材 ppt课件
ppt课件
31
书 写 样 式（二）
拉簧：线径×外（内)径× 长度×圈数 ×钩环圈数
例如：￠0.5 × ￠5.0 ×10.0 ×5N ×2N
ppt课件
32
书 写 样 式（三）
扭簧：线径×外（ ￠5.0 ×180°×10.0/10.0×8N
ppt课件
应用领域 钟表、眼镜 玩具、文具 工艺礼品 电子、电器 光电数码 汽车配件 机械配件 军工武器 航空、航海
要求
价格
一般
低廉
一般
低廉
一般
低廉
普通
中等
高
高
高
高
高
高
很高
昂贵
很高
昂贵
ppt课件
用量
备注
很大
很大 很大
高档的价钱也高
大
大
较大
较大 一般 一般
目前东莞没有生产 有国家专业生产工 厂
11
压 力弹 簧
示，单位：g或kg （13）弹簧钢度：是指单位变形量的工作负荷，用字母P或M表示，单
位：g或kg （14）自由角度：扭转弹簧 没有负荷时的角度，用 θ 表示，单位：° （15）工作角度：扭转弹簧承受负荷的角度，用θi表示，单位：°
ppt课件
30
书 写 样 式（一）
压簧：线径×外（内)径× 长度×圈数 例如：￠0.5 × ￠5.0 ×10.0 ×8N
母t表示，单位mm
ppt课件
28
弹簧常用的符号与单位 （二）
（6）绕旋比：弹簧中径与钢丝直径的比值，用字母C表示，C=D/d （范围5～10mm易生产），单位：mm
（7）自由高度（长度）：Free length是指在没有负荷时的高度（长 度），用字母Ho（Lo）表示，单位： mm
弹簧专题知识讲座
（2）拉伸弹簧
（3）扭转弹簧
12.3 螺旋弹簧
12.3.5圆柱螺旋弹簧旳设计计算
例12-1 设计一种具有初应力旳圆柱螺旋拉伸弹簧。已知弹簧作一般 用途且不经常工作；当弹簧变形量为6.5mm时，拉力=180N；当变形 量为17mm时，拉力；限制弹簧外径不不小于16mm，自由高度不不 小于l00mm。
制造过程涉及：卷绕、两端面加工或钩环制作、
热处理和工艺性试验等
簧丝直径不大于10mm时，常用冷卷法。并经低温 回火消除内应力。弹簧热卷后须经淬火和回火处理。
主要旳压缩弹簧，为确保两端支承面与轴线垂直，应 将端面圈磨平。对拉伸和扭转弹簧，两端应制有钩环或 杆臂。
为了提升弹簧旳承载能力，能够在卷制后进行强压 处理,不允许再进行热处理，也不宜在高温、变载荷以 及腐蚀性环境工作。
12.2 弹性元件旳基本特征
12.2.1 弹性元件旳基本特征
刚度：使弹簧产生单位变形量旳载荷
F'
lim（
0
F
）
dF
d
弹性元件具有线性特征时，其刚度为常数，即 F' F /
并联络统
串连系统
n
n
F'
F
Fi
i 1
F‘i
i 1
n
Fi’
i 1
刚度等于每个元件刚度之和
1 F
F
n
i
表12-3 旋绕比C旳荐用值
d/mm
0.2~0.4
0.45~1 1.1~2.2 2.5~6
7~16
C=D/d
7~14
5~12
5~10
4~9
4~8
12.3 螺旋弹簧
12.3.4 圆柱螺旋弹簧旳特征和应力
（3）扭转弹簧
12.3 螺旋弹簧
12.3.5圆柱螺旋弹簧旳设计计算
例12-1 设计一种具有初应力旳圆柱螺旋拉伸弹簧。已知弹簧作一般 用途且不经常工作；当弹簧变形量为6.5mm时，拉力=180N；当变形 量为17mm时，拉力；限制弹簧外径不不小于16mm，自由高度不不 小于l00mm。
制造过程涉及：卷绕、两端面加工或钩环制作、
热处理和工艺性试验等
簧丝直径不大于10mm时，常用冷卷法。并经低温 回火消除内应力。弹簧热卷后须经淬火和回火处理。
主要旳压缩弹簧，为确保两端支承面与轴线垂直，应 将端面圈磨平。对拉伸和扭转弹簧，两端应制有钩环或 杆臂。
为了提升弹簧旳承载能力，能够在卷制后进行强压 处理,不允许再进行热处理，也不宜在高温、变载荷以 及腐蚀性环境工作。
12.2 弹性元件旳基本特征
12.2.1 弹性元件旳基本特征
刚度：使弹簧产生单位变形量旳载荷
F'
lim（
0
F
）
dF
d
弹性元件具有线性特征时，其刚度为常数，即 F' F /
并联络统
串连系统
n
n
F'
F
Fi
i 1
F‘i
i 1
n
Fi’
i 1
刚度等于每个元件刚度之和
1 F
F
n
i
表12-3 旋绕比C旳荐用值
d/mm
0.2~0.4
0.45~1 1.1~2.2 2.5~6
7~16
C=D/d
7~14
5~12
5~10
4~9
4~8
12.3 螺旋弹簧
12.3.4 圆柱螺旋弹簧旳特征和应力
弹簧知识培训教材
• b,屈服点，S点，发生塑性变形 力，
•
σs=Fs/A0 c, 抗拉强度：发生塑性变形 时最大拉力，σb=Fb/A0
d,疲劳强度：(10000000次)多次交变载荷作用下的破坏现象，先
表面应力集中，产生疲劳源，形成扩展区，塑性变形断裂。 σ1=0.45—0.55
σb
疲劳源 影响原因：材料成分，內部组织，表面状态及形状， 应力集中。 提高方法：设计减少应力集中，降低粗糙度，强化表 面。（。。。）
• ν =d/2/∏/D/D/n*√G/2/ρ (HZ) （不受载荷时） • ν = √F`/me （受载荷时） 相关性； 刚度，质量，承受载荷大小，支撑方式
弹簧种类
•
• • • 1压簧 • • 圆柱 塔型 腰鼓型 组合型 矩型 非圆截面材料
2拉簧
• 德式钩 • 英式钩 • 螺旋钩 • 拉簧 边钩 • 对边钩 • ……… 可调式钩
Cimg2099.jpg
Cimg2095.jpg
Cimg2098.jpg
Cimg2093.jpg
•
• •P`=
•
圆柱螺旋压簧力学关系
F2-F1
•
f2-f1
Gd^*4
•P`=
• 8D^*3 n ∏d^*3
• •FS=P`fs •FS=
•
τS
8D
•τS=(0.42---0.48 )σb
•0.2FS≤F1,2,3,,,n ≤0.8FS
物质內部原子间都存在相互平衡的原子结合力的相互作用。材料克服外力作用而诱 发新的力称内力，单位面积的内力称应力。材料克服外力作用产生变形，分为弹性 变形，塑性变形，断裂。
弹簧材料
1金属强度：金属抵抗永久变形和断裂的能力。 应力 高碳钢 中碳钢 e s b s 低碳钢 e
•
σs=Fs/A0 c, 抗拉强度：发生塑性变形 时最大拉力，σb=Fb/A0
d,疲劳强度：(10000000次)多次交变载荷作用下的破坏现象，先
表面应力集中，产生疲劳源，形成扩展区，塑性变形断裂。 σ1=0.45—0.55
σb
疲劳源 影响原因：材料成分，內部组织，表面状态及形状， 应力集中。 提高方法：设计减少应力集中，降低粗糙度，强化表 面。（。。。）
• ν =d/2/∏/D/D/n*√G/2/ρ (HZ) （不受载荷时） • ν = √F`/me （受载荷时） 相关性； 刚度，质量，承受载荷大小，支撑方式
弹簧种类
•
• • • 1压簧 • • 圆柱 塔型 腰鼓型 组合型 矩型 非圆截面材料
2拉簧
• 德式钩 • 英式钩 • 螺旋钩 • 拉簧 边钩 • 对边钩 • ……… 可调式钩
Cimg2099.jpg
Cimg2095.jpg
Cimg2098.jpg
Cimg2093.jpg
•
• •P`=
•
圆柱螺旋压簧力学关系
F2-F1
•
f2-f1
Gd^*4
•P`=
• 8D^*3 n ∏d^*3
• •FS=P`fs •FS=
•
τS
8D
•τS=(0.42---0.48 )σb
•0.2FS≤F1,2,3,,,n ≤0.8FS
物质內部原子间都存在相互平衡的原子结合力的相互作用。材料克服外力作用而诱 发新的力称内力，单位面积的内力称应力。材料克服外力作用产生变形，分为弹性 变形，塑性变形，断裂。
弹簧材料
1金属强度：金属抵抗永久变形和断裂的能力。 应力 高碳钢 中碳钢 e s b s 低碳钢 e
弹簧的基本知识
弹簧的基本知识目录一、内容概要 (2)1. 弹簧的历史与演变 (3)2. 弹簧的一般应用领域 (4)二、弹簧的种类与材料 (5)1. 常见弹簧类型 (6)1.1 压缩弹簧 (7)1.2 拉伸弹簧 (8)1.3 扭转弹簧 (9)1.4 组合弹簧 (10)2. 弹簧材料特性 (11)2.1 钢材弹簧 (13)2.2 非钢材弹簧 (13)三、弹簧的设计与计算 (15)1. 弹簧设计原则 (16)2. 弹性系数与定长弹簧的计算 (18)3. 变形与应力分析 (19)4. 疲劳与寿命预测 (20)四、弹簧的生产过程 (21)1. 冷加工与热加工 (22)2. 弹簧制造设备与技术 (23)3. 质量控制与检查标准 (25)五、弹簧在机械系统中的应用 (27)1. 汽车悬挂系统 (28)2. 机械设备中的吸振和复位 (29)3. 日常生活中的弹簧产品案例 (30)六、安全与标准 (31)1. 安全规范与操作 (33)2. 弹簧性能测试标准与法规 (34)3. 弹簧出口与进口标准 (35)七、未来发展与科研趋势 (36)1. 智能弹簧与自适应技术 (37)2. 新型材料在弹簧设计中的应用 (38)3. 绿色制造与可持续发展 (40)八、结论与展望 (41)一、内容概要引言：介绍弹簧的重要性及其在日常生活和工业生产中的应用场景，如汽车、机械、电子等领域。
弹簧的基本概念：解释弹簧的定义、功能及工作原理，阐述弹簧所承受的力和变形之间的关系。
弹簧的种类：详细介绍各种弹簧的类型，包括压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧等，并简要说明它们的结构特点和使用场景。
弹簧的材料：介绍制造弹簧所常用的材料，如钢、不锈钢、铜等，并解释不同材料对弹簧性能的影响。
弹簧的特性：阐述弹簧的主要性能参数，如弹性模量、疲劳强度等，并解释这些特性对弹簧工作性能的影响。
弹簧的应用：列举弹簧在各个领域的应用实例，包括汽车、机械、电子、航空航天等，并简要说明弹簧在这些领域中的作用。
弹簧知识
§3 热处理及表面处理
一、热处理的作用
1. 消除它的内应力，使弹簧形状固定，增加弹性，延长使用寿命。 消除它的内应力，使弹簧形状固定，增加弹性，延长使用寿命。 2. 材质本身硬度增高。 材质本身硬度增高。
二、热处理的方法
1. 淬火加中温回火处理。 用这种处理方法的多数为热轧材料以热成形方法 淬火加中温回火处理。 制作的弹簧，或者用冷拉退火钢丝以冷卷成型的弹簧。 制作的弹簧，或者用冷拉退火钢丝以冷卷成型的弹簧。中温回火后的 组织为回火托氏体，此弹簧有很高的弹性极限与屈服强度， 组织为回火托氏体，此弹簧有很高的弹性极限与屈服强度，同时又有足够的 韧性和塑性。 韧性和塑性。 2. 低温去应力回火。应用这一处理方法的主要是一些用冷拉弹簧钢丝或油淬 低温去应力回火。 回火钢丝冷盘成形的弹簧。 回火钢丝冷盘成形的弹簧。
冷卷： 冷卷：d<10 mm → 低温回火，消除应力 低温回火， 热卷： 热卷：d≥ 10 mm → 淬火、回火 淬火、
经强压处理可提高承载能力。 经强压处理可提高承载能力。
强压处理： 强压处理：将弹簧预先压缩到超过材料 的屈服极限，并保持一定时间后卸载， 的屈服极限，并保持一定时间后卸载， 使簧丝表面层产生与工作应力相反的残 余应力，受载时可抵消一部分工作应力。 余应力，受载时可抵消一部分工作应力。
弹簧的制造、 §2 弹簧的制造、材料和许用应力
三、弹簧的许用应力
弹簧按载荷分为三类： 弹簧按载荷分为三类：
I类弹簧： 类弹簧：
弹簧的许用应力主要取决材料品质、 弹簧的许用应力主要取决材料品质、热处理 方法、载荷性质、 方法、载荷性质、弹簧的工作条件和重要程 度，以及簧丝的尺寸等
受变载荷作用次数>10 或很重要的弹簧。 受变载荷作用次数>106，或很重要的弹簧。
弹簧知识课件
、S(硫) 表面处理或加防锈油。
3
琴 钢 线
SWPA SWPB
C(碳)、Si(硅)、 Mn(锰)、P(磷) 、S(硫)、Cu(铜)
耐疲劳性佳，要求精度高。一
般用于电池弹簧、开关弹簧等、钢 性柔韧，成形后要表面处理或加防 锈油。
200°~400°淡茶色、
低
JISG35 之间（视 茶色、青 21 线径之大 色、淡蓝
注：H。：自由高度 括弧内旳倾斜角度
14
日本JIS B 2704~2709摘要
弹簧特性
指定 弹簧特征是要把指定高度时旳荷重指定,但是需要弹簧定数时,也能够指定 这个公差.
指定长度 旳荷重
等级 有效圈数 3以上 10下列
10以上
1级
±5% ±4%
2级
±10% ±8%
3级
±15% ±12%
指定高度时旳荷重是这时旳垂度是要求于试验荷重时旳垂度20～ 80%之间.
19
日本JIS B 2704~2709摘要
指定 弹簧特征是指定于指定长度时旳荷重，但是尤其需要弹簧定数时也能够指定.
对于有效卷数3以上旳弹簧，指定长度时旳许容差是如下：
±[(初张力×α)+{(指定长度时旳荷重-初张力) ×β}],在这里α(初张力旳平 衡度)和β(对于垂度荷重旳平衡度)是依各如下表
8以上 15下列
±1.5% 最小±0.5mm
±3.0% 最小±0.7mm
15以上 22下列
±2.0% 最小±0.6mm
±4.0% 最小±0.8mm
3级
±3.0% 最小±0.7mm
±4.0% 最小±0.8mm
±6.0% 最小±1.0mm
12
日本JIS B 2704~2709摘要
3
琴 钢 线
SWPA SWPB
C(碳)、Si(硅)、 Mn(锰)、P(磷) 、S(硫)、Cu(铜)
耐疲劳性佳，要求精度高。一
般用于电池弹簧、开关弹簧等、钢 性柔韧，成形后要表面处理或加防 锈油。
200°~400°淡茶色、
低
JISG35 之间（视 茶色、青 21 线径之大 色、淡蓝
注：H。：自由高度 括弧内旳倾斜角度
14
日本JIS B 2704~2709摘要
弹簧特性
指定 弹簧特征是要把指定高度时旳荷重指定,但是需要弹簧定数时,也能够指定 这个公差.
指定长度 旳荷重
等级 有效圈数 3以上 10下列
10以上
1级
±5% ±4%
2级
±10% ±8%
3级
±15% ±12%
指定高度时旳荷重是这时旳垂度是要求于试验荷重时旳垂度20～ 80%之间.
19
日本JIS B 2704~2709摘要
指定 弹簧特征是指定于指定长度时旳荷重，但是尤其需要弹簧定数时也能够指定.
对于有效卷数3以上旳弹簧，指定长度时旳许容差是如下：
±[(初张力×α)+{(指定长度时旳荷重-初张力) ×β}],在这里α(初张力旳平 衡度)和β(对于垂度荷重旳平衡度)是依各如下表
8以上 15下列
±1.5% 最小±0.5mm
±3.0% 最小±0.7mm
15以上 22下列
±2.0% 最小±0.6mm
±4.0% 最小±0.8mm
3级
±3.0% 最小±0.7mm
±4.0% 最小±0.8mm
±6.0% 最小±1.0mm
12
日本JIS B 2704~2709摘要
弹簧里的学问课件
弹簧的材料选择
碳素弹簧钢丝
具有较高的强度和弹性， 适用于制造各种弹簧，如 减震弹簧、悬挂弹簧等。
合金弹簧钢丝
具有较高的强度和耐腐蚀 性，适用于制造高应力弹 簧和在恶劣环境下工作的 弹簧。
不锈钢弹簧钢丝
具有优异的耐腐蚀性和美 观性，适用于制造食品机 械、医疗器械等领域使用 的弹簧。
04
弹簧的检测与试验
弹簧里的学问课件
contents
目录
• 弹簧基础知识 • 弹簧的力学性质 • 弹簧的设计与制造 • 弹簧的检测与试验 • 弹簧的应用实例分析 • 弹簧的发展趋势与展望
01
弹簧基础知识
弹簧的定义和分类
弹簧定义
弹簧是一种具有弹性的机械零件 ，能够在外力作用下产生形变， 从而储存和释放能量。
弹簧分类
环保材料
选用可再生、可降解的环保材料制造弹簧，降低弹簧制造过程对 环境的影响。
节能技术
采用节能技术如感应加热、伺服驱动等，降低弹簧制造过程中的 能耗。
清洁生产
实施清洁生产措施，如废水处理、废气治理等，减少弹簧制造过 程中的污染物排放。
THANKS
感谢观看
扭转弹簧
用于控制机床各部件的运动轨迹和位置，保证加 工质量。
电子产品中的弹簧应用
接触弹簧
用于实现电子元器件之间的稳定连接，确保信号传输质量。
弹性支撑
用于支撑和保护电子元器件，防止其受到机械损伤。
电池弹簧
用于固定电池，确保电池与设备之间的良好接触。
06
弹簧的发展趋势与展望
高性能弹簧的研究与应用
高强度材料
弹簧的外观检测
表面质量
检查弹簧表面是否有裂纹、折叠、氧化皮等缺陷，确保表面 光滑ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ无损伤。
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（简单讲，30~70 ％之间取两点，每个点有一个压缩量及 相应的力，两点力之差除以两点压缩量之差就是弹簧定数， 这是对于压簧。对于拉簧和扭簧也适用的叫法是把压缩量 称之为变形量。）
h.纵横比之限制 i.弹簧定数 j.压实高度（密着高度） k.初张力 l.热处理（回火）目的 m.弹簧热处理温度参照表 n.不同材料弹簧热处理后变化 6、压缩弹簧之螺旋端部之形状 7、拉力弹簧之弯钩及弯钩端部之形状 8、弹簧特性及尺寸 9、弹簧影响疲劳之因素 a.形状，尺寸，工艺之影响 b.腐蚀疲劳之影响
M=（Nt+1）d
5、用于弹簧设计之基本式
• k.初张力
拉伸弹簧一般为闭圈，在成型时，弹簧圈相互之间产生压缩力。当拉伸的外载荷作用 弹簧时，若载荷产生的拉伸力未达到此力以前，弹簧不发生变形。当达到或超过此压 缩力后，才开始发生变形，对应此压缩力的拉伸载荷，即为初张力。如弹簧不要初张 力，在各圈之间应有间隙。
5、用于弹簧设计之基本式 扭簧
扭力弹簧
(臂长度的场合)
Ed4
弹簧定数
kTd = 3667D×N+389(a1+a2)
荷重
P = kTd×φd R
弯曲应力
σ=
Ed×φd 360D×N
σ= 32P×R πd3
× kb
(安全确认) kb = 4C2 –C-1 4C(C-1)
弯曲应力
容许限界以下
5、用于弹簧设计之基本式
5、用于弹簧设计之基本式
• a.有效圈数/总圈数
用于设计弹簧之有效圈数,通常与自由圈数相同,与压缩弹簧之场合Na=Nt-(x1+x2)。 x1x2是表示螺旋两端之基座圈数,如果仅螺旋先端接触下一个自由螺旋时(图 a),x1=x2=1……因此,Na=Nt-2 如果螺旋先端不接触下一个螺旋,收口约3/4时（图b），则x1=x2=0.75……因此 Na=Nt-1.5 如果螺旋线段不接触下一个螺旋，完全敞开时（图c），则x1=x2=0……因此Na=Nt 拉力弹簧/扭力弹簧为……Na=Nt（注：扭力弹簧密着时） 简单说，参与变形的部分都应该算到有效圈里面，而支撑圈是不参与变形的。 压缩弹簧及拉力簧两者均必要时，应配合弹簧之特性，可予以适当之修正。
△
△
⊙
△
△ 无磁性场合用，主要用于食品
工业和外科手术器材
高强度，高硬度，抗疲劳，遇
△
△
⊙
△
△ 高温很少变形，在高温到316℃
时，弹簧性能依然良好
磷铜线
Phosphor bronze C 5191 W-H ×
×
○
⊙
× 适应于导电性能要求高之弹簧
青铜线 镀锌线
Bronze
C 5212 W-H ×
×
○
⊙
×
备注
适应于动态高应力弹簧，强度
⊙
⊙
×
△
⊙ 高，韧性好，用于重要的小弹
簧
适应于静态高应力弹簧,用于要
○
○
×
△
○
求精度不高弹簧
表面光泽，耐腐蚀性好，镀层
○
○
○
○
○
厚度均匀，可焊性好
△
△
⊙
△
△
耐腐蚀同304，由于含碳相对要 高，因而强度更好
△
△
⊙
△
△
弹簧常用料，耐热耐腐蚀，低 温强度和机械特性。弱磁
较之304，具有更好的耐腐蚀，
平面成型机（弹片机，扣机）： YSM-10T YSM CNC-26T 特点：专业金属线成型，精密弹片，速度快，精度高。
2、弹簧常用生产设备（辅助设备）
热处理炉：
作用：低温回火 消除内应力
3、弹簧常用材料性能简介
常用弹簧类 原材料性能
简介 琴钢线 （音乐线） 碳素钢线 镀镍碳素线
不锈钢线
英文名
Music wire piano wire
5、用于弹簧设计之基本式 拉簧
引张弹簧
荷重 初张力 弹簧定数 弯曲应力
P = kδ+ Pi
πd4G
Pi = 800D2 Gd4
K = 8D3Na 8DP
τ = πd3 ×k
自由长
L0 = d(N+1)+2.2(D-d)
（安全确认）
扭转应力 弯曲应力 初张力的减少
容许限界以下 容许限界以下 （最大引张时）
mm mm kg °
kgf/mm2
5、用于弹簧设计之基本式 压簧
压缩弹簧 (无研磨)
弹簧定数 弯曲应力
荷重
G×d4 K=
8×D3×Na
τ=
8×D×P πd3 ×K
K=
4C-1 4C-4
+ 0.615
C
P = K ×δ
（安全确认）
安全角（间隔角） 14 度以下
弹簧指数
4—13
扭转应力
容许限界以下
(研磨)
横向弹簧系数
G
SUS 7000
SWP 8000
单位
mm mm mm
记号 记号之意义
单位
P
弹簧之所负载
kgf
k
弹簧定数
kgf/mm
δ 弹簧之挠度（变形量） mm
mm
C=
弹簧指数
---
mm ----°
kgf/mm2
R
荷重作用半径
M
密着高度
P1
初张力
φd 作用角度
纵弹性系数
E
SUS 19000
SWP 21000
• 折弯长度，如果仅仅是送料长（图b），CNC送料是很精准的，能精确到 0.02mm。如果是杆部的长度（图c），一般公差±0.2mm。
5、用于弹簧设计之基本式
• c.自由角度/作用角度/折弯角度
• 扭转弹簧的两支脚没有被施加外力旋转时的角度值（图a)。一般而言，扭转 弹簧两只脚之间形成的角度在自由状态时不易完全相同，除非特殊场合须要， 否则都不被要求，或允许有较宽松的公差范围。
KHM CNC-23HS 功能 ：￠0.8- ￠ 2.5各种压力弹簧
2、弹簧常用生产设备
圆盘扭簧机：
功能： ￠0.1- ￠ 0.9扭力弹簧 特点：弹簧内径稳定，折弯角圆滑。
2、弹簧生产设备
MEC 中耳拉簧机
功能 ：￠0. 1- ￠ 1.0拉力弹簧
特点 ：专业做拉簧，工艺漂亮，精准
2、弹簧常用生产设备
弹簧设计讲座大纲
c.电镀影响 d.温度影响 e.脱碳影响 10、弹簧的检验方法 a.钢丝直径的测量方法 b.弹簧外径和内径的检查 c.弹簧自由长度的检查 d.弹簧圈数的检查 e.弹簧垂直度检查 11、弹簧常见不良 12、弹簧表面处理 13、弹簧一般公差标准
1、弹簧的定义功用和类型
• 什么是弹簧？利用自身的变形产生力或储存能量的机械零件。 • 其主要功能有：①控制机械的运动，如内燃机中的阀门弹簧，离合器中的控制弹簧等。
e.节距
节距：弹簧两相邻有效圈截面中心线的轴向距离，线中与线中的距离，用字母t表示，单位mm 节距与圈数、高度的关系：
(两端各并1圈时) 高度=节距×(总圈数-2 ) + 线径×3 (两端共收2.5圈时) 高度=节距×(总圈数-2.5 ) + 线径×3.5
• f.设计要点
对于精度高的扭转弹簧，圈与圈之间应留有少许间隙，以免载荷作用下，因摩擦而影响其特性 曲线。
适应于中度防锈及导电性
Zn.plated steel wire
△
△
△
△
△
说明：◎ 表示特优 ⊙ 表示最好 ○ 表示好 △ 表示一般 × 表示差
适应于低要求之弹簧
4、 对弹簧之设计所用记号
记号 记号之意义
d
材料之直径
D1
螺旋内径
D2
螺旋外径
D
螺旋平均径
L
自由长度（高度）
Nt
总圈数
Na
有效圈数
a
自由角度
i.弹簧定数
拉伸，压缩螺旋弹簧的轴向于承受外力变形时，在每一个单位长度产生的反作用力。或 扭转弹簧的径向承受外力旋转时，在每一个单位角度产生的反作用力。
j.压实高度（密着高度）
压缩弹簧之压实高度，也就是密着高度，是设计必须考量项目，密着高度关乎弹簧应 用范围内所容许之空间。密着高度，可依下面略算式推定之
有效圈数一般取3以上较佳
a
b
c
5、用于弹簧设计之基本式
• b.自由长度/作用长度/折弯长度
• 压缩，拉伸弹簧两端没有被施加任何外力时的长度值（图a）。一般而言自由 长度无关弹簧功能，除非两端闭合处经过研磨加工，或者有指定的弹簧特性 时，否则都允许有较宽松的公差范围，或不做尺寸上的严格要求。
• 作用长度，螺旋弹簧被压缩或拉伸到固定长度时，应该有的反作用力量值， 才能让搭配之物品发挥效用。
• 作用角度，扭转弹簧两端被施以不同方向扭转到某固定角度时，应该有的反 作用负荷力值与扭力值，才能让搭配之物品发挥作用。
a
b
5、用于弹簧设计之基本式
• d.旋向
右旋，从螺旋弹簧一端观察，弹簧绕向按顺时针方向旋转。 左旋，从螺旋弹簧一端观察，弹簧绕向按逆时针方向旋转。 注：压缩及拉伸弹簧，如无指示，统一按右旋。
2、弹簧常用生产设备
CNC电脑弹簧机： XIN DA CNC-620 东北 CNC-502S
功能 ： ￠ 0.15- ￠ 2.5各种弹簧
特点：俗称八爪机，万能型，擅长复杂， 异形弹簧。
2、弹簧常用生产设备
电脑压簧机：
KHM CNC-8HS 功能 ：￠0.1- ￠ 0.8各种压力弹簧 特点：高速，精准。5、用于弹簧设计之基本式
m.弹簧热处理温度参照表
5、用于弹簧设计之基本式
h.纵横比之限制 i.弹簧定数 j.压实高度（密着高度） k.初张力 l.热处理（回火）目的 m.弹簧热处理温度参照表 n.不同材料弹簧热处理后变化 6、压缩弹簧之螺旋端部之形状 7、拉力弹簧之弯钩及弯钩端部之形状 8、弹簧特性及尺寸 9、弹簧影响疲劳之因素 a.形状，尺寸，工艺之影响 b.腐蚀疲劳之影响
M=（Nt+1）d
5、用于弹簧设计之基本式
• k.初张力
拉伸弹簧一般为闭圈，在成型时，弹簧圈相互之间产生压缩力。当拉伸的外载荷作用 弹簧时，若载荷产生的拉伸力未达到此力以前，弹簧不发生变形。当达到或超过此压 缩力后，才开始发生变形，对应此压缩力的拉伸载荷，即为初张力。如弹簧不要初张 力，在各圈之间应有间隙。
5、用于弹簧设计之基本式 扭簧
扭力弹簧
(臂长度的场合)
Ed4
弹簧定数
kTd = 3667D×N+389(a1+a2)
荷重
P = kTd×φd R
弯曲应力
σ=
Ed×φd 360D×N
σ= 32P×R πd3
× kb
(安全确认) kb = 4C2 –C-1 4C(C-1)
弯曲应力
容许限界以下
5、用于弹簧设计之基本式
5、用于弹簧设计之基本式
• a.有效圈数/总圈数
用于设计弹簧之有效圈数,通常与自由圈数相同,与压缩弹簧之场合Na=Nt-(x1+x2)。 x1x2是表示螺旋两端之基座圈数,如果仅螺旋先端接触下一个自由螺旋时(图 a),x1=x2=1……因此,Na=Nt-2 如果螺旋先端不接触下一个螺旋,收口约3/4时（图b），则x1=x2=0.75……因此 Na=Nt-1.5 如果螺旋线段不接触下一个螺旋，完全敞开时（图c），则x1=x2=0……因此Na=Nt 拉力弹簧/扭力弹簧为……Na=Nt（注：扭力弹簧密着时） 简单说，参与变形的部分都应该算到有效圈里面，而支撑圈是不参与变形的。 压缩弹簧及拉力簧两者均必要时，应配合弹簧之特性，可予以适当之修正。
△
△
⊙
△
△ 无磁性场合用，主要用于食品
工业和外科手术器材
高强度，高硬度，抗疲劳，遇
△
△
⊙
△
△ 高温很少变形，在高温到316℃
时，弹簧性能依然良好
磷铜线
Phosphor bronze C 5191 W-H ×
×
○
⊙
× 适应于导电性能要求高之弹簧
青铜线 镀锌线
Bronze
C 5212 W-H ×
×
○
⊙
×
备注
适应于动态高应力弹簧，强度
⊙
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△
⊙ 高，韧性好，用于重要的小弹
簧
适应于静态高应力弹簧,用于要
○
○
×
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○
求精度不高弹簧
表面光泽，耐腐蚀性好，镀层
○
○
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厚度均匀，可焊性好
△
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⊙
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△
耐腐蚀同304，由于含碳相对要 高，因而强度更好
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△
⊙
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弹簧常用料，耐热耐腐蚀，低 温强度和机械特性。弱磁
较之304，具有更好的耐腐蚀，
平面成型机（弹片机，扣机）： YSM-10T YSM CNC-26T 特点：专业金属线成型，精密弹片，速度快，精度高。
2、弹簧常用生产设备（辅助设备）
热处理炉：
作用：低温回火 消除内应力
3、弹簧常用材料性能简介
常用弹簧类 原材料性能
简介 琴钢线 （音乐线） 碳素钢线 镀镍碳素线
不锈钢线
英文名
Music wire piano wire
5、用于弹簧设计之基本式 拉簧
引张弹簧
荷重 初张力 弹簧定数 弯曲应力
P = kδ+ Pi
πd4G
Pi = 800D2 Gd4
K = 8D3Na 8DP
τ = πd3 ×k
自由长
L0 = d(N+1)+2.2(D-d)
（安全确认）
扭转应力 弯曲应力 初张力的减少
容许限界以下 容许限界以下 （最大引张时）
mm mm kg °
kgf/mm2
5、用于弹簧设计之基本式 压簧
压缩弹簧 (无研磨)
弹簧定数 弯曲应力
荷重
G×d4 K=
8×D3×Na
τ=
8×D×P πd3 ×K
K=
4C-1 4C-4
+ 0.615
C
P = K ×δ
（安全确认）
安全角（间隔角） 14 度以下
弹簧指数
4—13
扭转应力
容许限界以下
(研磨)
横向弹簧系数
G
SUS 7000
SWP 8000
单位
mm mm mm
记号 记号之意义
单位
P
弹簧之所负载
kgf
k
弹簧定数
kgf/mm
δ 弹簧之挠度（变形量） mm
mm
C=
弹簧指数
---
mm ----°
kgf/mm2
R
荷重作用半径
M
密着高度
P1
初张力
φd 作用角度
纵弹性系数
E
SUS 19000
SWP 21000
• 折弯长度，如果仅仅是送料长（图b），CNC送料是很精准的，能精确到 0.02mm。如果是杆部的长度（图c），一般公差±0.2mm。
5、用于弹簧设计之基本式
• c.自由角度/作用角度/折弯角度
• 扭转弹簧的两支脚没有被施加外力旋转时的角度值（图a)。一般而言，扭转 弹簧两只脚之间形成的角度在自由状态时不易完全相同，除非特殊场合须要， 否则都不被要求，或允许有较宽松的公差范围。
KHM CNC-23HS 功能 ：￠0.8- ￠ 2.5各种压力弹簧
2、弹簧常用生产设备
圆盘扭簧机：
功能： ￠0.1- ￠ 0.9扭力弹簧 特点：弹簧内径稳定，折弯角圆滑。
2、弹簧生产设备
MEC 中耳拉簧机
功能 ：￠0. 1- ￠ 1.0拉力弹簧
特点 ：专业做拉簧，工艺漂亮，精准
2、弹簧常用生产设备
弹簧设计讲座大纲
c.电镀影响 d.温度影响 e.脱碳影响 10、弹簧的检验方法 a.钢丝直径的测量方法 b.弹簧外径和内径的检查 c.弹簧自由长度的检查 d.弹簧圈数的检查 e.弹簧垂直度检查 11、弹簧常见不良 12、弹簧表面处理 13、弹簧一般公差标准
1、弹簧的定义功用和类型
• 什么是弹簧？利用自身的变形产生力或储存能量的机械零件。 • 其主要功能有：①控制机械的运动，如内燃机中的阀门弹簧，离合器中的控制弹簧等。
e.节距
节距：弹簧两相邻有效圈截面中心线的轴向距离，线中与线中的距离，用字母t表示，单位mm 节距与圈数、高度的关系：
(两端各并1圈时) 高度=节距×(总圈数-2 ) + 线径×3 (两端共收2.5圈时) 高度=节距×(总圈数-2.5 ) + 线径×3.5
• f.设计要点
对于精度高的扭转弹簧，圈与圈之间应留有少许间隙，以免载荷作用下，因摩擦而影响其特性 曲线。
适应于中度防锈及导电性
Zn.plated steel wire
△
△
△
△
△
说明：◎ 表示特优 ⊙ 表示最好 ○ 表示好 △ 表示一般 × 表示差
适应于低要求之弹簧
4、 对弹簧之设计所用记号
记号 记号之意义
d
材料之直径
D1
螺旋内径
D2
螺旋外径
D
螺旋平均径
L
自由长度（高度）
Nt
总圈数
Na
有效圈数
a
自由角度
i.弹簧定数
拉伸，压缩螺旋弹簧的轴向于承受外力变形时，在每一个单位长度产生的反作用力。或 扭转弹簧的径向承受外力旋转时，在每一个单位角度产生的反作用力。
j.压实高度（密着高度）
压缩弹簧之压实高度，也就是密着高度，是设计必须考量项目，密着高度关乎弹簧应 用范围内所容许之空间。密着高度，可依下面略算式推定之
有效圈数一般取3以上较佳
a
b
c
5、用于弹簧设计之基本式
• b.自由长度/作用长度/折弯长度
• 压缩，拉伸弹簧两端没有被施加任何外力时的长度值（图a）。一般而言自由 长度无关弹簧功能，除非两端闭合处经过研磨加工，或者有指定的弹簧特性 时，否则都允许有较宽松的公差范围，或不做尺寸上的严格要求。
• 作用长度，螺旋弹簧被压缩或拉伸到固定长度时，应该有的反作用力量值， 才能让搭配之物品发挥效用。
• 作用角度，扭转弹簧两端被施以不同方向扭转到某固定角度时，应该有的反 作用负荷力值与扭力值，才能让搭配之物品发挥作用。
a
b
5、用于弹簧设计之基本式
• d.旋向
右旋，从螺旋弹簧一端观察，弹簧绕向按顺时针方向旋转。 左旋，从螺旋弹簧一端观察，弹簧绕向按逆时针方向旋转。 注：压缩及拉伸弹簧，如无指示，统一按右旋。
2、弹簧常用生产设备
CNC电脑弹簧机： XIN DA CNC-620 东北 CNC-502S
功能 ： ￠ 0.15- ￠ 2.5各种弹簧
特点：俗称八爪机，万能型，擅长复杂， 异形弹簧。
2、弹簧常用生产设备
电脑压簧机：
KHM CNC-8HS 功能 ：￠0.1- ￠ 0.8各种压力弹簧 特点：高速，精准。5、用于弹簧设计之基本式
m.弹簧热处理温度参照表
5、用于弹簧设计之基本式