扭转弹簧的载荷分析_扭转弹簧应用实例

1.弹簧的弹性系数和刚度是一个概念吗？常用单位是什么？

2.弹簧存在的状态有哪些呢？

3.扭力弹簧有什么性能特点？

4.弹簧左旋右旋在功能上有什么区别

5.弹簧处理工艺 复位弹簧工作原理

6.弹簧的弹性系数和哪些因素有关 请使用数据说明,

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，精密弹簧一般为等节距的，压缩弹簧的形状有：圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形以及少量的非圆形等，压缩弹簧的圈与圈之间有一定的间隙，当受到外载荷时弹簧收缩变形，储存变形能。

用弹簧钢丝绕制成的螺旋状弹簧。螺旋弹簧类型较多,按外型可分为普通圆柱螺旋弹簧和变径螺旋弹簧;按螺旋线方向可分为左旋弹簧和右旋弹簧。圆柱形螺旋弹簧结构简单，制造方便，应用最广，其特性线为直线，可作压缩弹簧、拉伸弹簧和扭转弹簧。 当载荷大而径向尺寸又有限制时，可将两个直径不同的压缩弹簧套在一起使用，成为组合弹簧。变径螺旋弹簧有圆锥螺旋弹簧、蜗卷螺旋弹簧和中凹形螺旋弹簧等。 圆锥螺旋弹簧的缓冲性能较好，能承受较大载荷。蜗卷螺旋弹簧能储存较多能量和承受较大载荷，但制造工艺较为复杂。中凹形螺旋弹簧的性能与圆锥螺旋弹簧相 似，多用于坐垫和床垫等。弹簧钢丝的载面有圆形和矩形等，以圆形截面最为常用。

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。扭转弹簧的端部结构是加工成各种形状的扭臂，而不是勾环。扭转弹簧常用于机械中的平衡机构，在汽车、机床、电器等工业生产中广泛应用。

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弹簧的弹性系数和刚度是一个概念吗？常用单位是什么？

弹簧的种类很多，若按照其所承受的载荷性质，弹簧主要分为拉伸弹簧。压缩弹簧、扭若按照弹簧形状又可分为螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、盘簧等。

螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕制成，由于制造简便，价格较低，易于检测和安装，所以应用最广。这种弹簧既可以制成受压缩载荷作用的压缩弹簧，又可以制成受拉伸载。荷作用的拉伸弹簧，还可以制成承受扭矩作用或完成扭转运动的扭转弹簧。碟形弹。可以承受很大的冲击载荷，具有良好的吸振能力，常用作缓冲减振弹簧。在载荷相当大和弹簧轴向尺寸受限制的地方，可以用碟形弹簧。环形弹簧是目前减振缓冲能力最强的弹簧常用作近代重型机车、锻压设备和飞机起落装置中的缓冲零件。表中列出的是各种弹簧的基本型式。螺旋扭转弹簧是扭转弹簧中最常用的一种。盘簧具有较多的圈数、变形较大、储存能量也较大的特点，多用于压紧及仪表、钟表的动力装置。板弹簧能承受较大的弯曲作用，常用于受载方向尺寸有限制而变形量又较大的场合。由于板弹簧有较好的消振能力，所以在汽车、拖拉机和铁路车辆的悬挂装置中均普遍使用这种弹簧。下面给出了各种类型弹簧的实物。

弹簧存在的状态有哪些呢？

弹簧的弹性系数和刚度是一个概念。

弹簧的弹性系数是物体所受的应力与应变的比值。是载荷增量dF与变形增量dλ之比，即产生单位变形所需的载荷，弹簧的刚度计算公式为F'=dF/dλ。特性线为渐增型的弹簧，刚度随着载荷的增加而增大；而渐减型的弹簧，刚度随着载荷的增加而减少。

弹簧刚度是指使弹簧产生单位变形的载荷，用C和CT分别表示拉（压）弹簧的刚度与扭转弹簧的刚度。

扩展资料

在对一个因素发展变化预测的基础上，通过弹性系数对另一个因素的发展变化作出预测的一种间接预测方法。

弹性的概念被推广应用于社会经济领域。弹性系数被用来表示两个因素各自相对增长率之间的比率。在某一时期内能源消耗的增长率同工农业总产值的增长率的比率，就称为在该时期内能源消耗相对于工农业总产值的弹性系数。

弹性系数法在能源方面应用很广，常用的是能源需求相对于国民生产总值（GNP）的弹性系数。例如工业的弹性系数，中国1950～18年为0.95～1.0；美国1950～13年为0.94；日本1960～13年为1.0，15～18年降为0.43。大多数国家在1.0附近。

对于商品的市场需求量，可对消费者收入水平求弹性，称为需求量的收入弹性；对其价格求弹性，称为价格弹性；对另一产品（互补产品或代用产品）的价格求弹性，称为交互弹性。

百度百科—弹性系数

百度百科—弹簧刚度

扭力弹簧有什么性能特点？

弹簧根据运行状态可分为静态簧和动态簧。静态弹簧指服役期振动次数有限的弹簧，如安全阀弹簧，弹簧试验机，弹簧垫，秤盘弹簧，定载荷弹簧，机械弹簧，手表游丝等。动态弹簧指服役期振动次数达1×106次以上的弹簧，如发动机阀门弹簧，车辆悬挂簧，防震弹簧，联轴器弹簧，电梯缓冲弹簧等。静态弹簧选材时主要考虑抗拉强度和稳定性，动态弹簧选材时主要考虑疲劳，松弛及共振性能。弹簧根据负荷状况可分为轻载荷、一般载荷和重载荷三种状态。轻载荷指承受静态应力，应力较低，变形量较小的弹簧，如安全装置用弹簧，吸收振动用弹簧等。设计使用寿命103～104次。一般载荷指设计寿命105～106次，在振动频率300次/min条件下使用的普通弹簧。在许用应力范围内，寿命保证1×106次，载荷应力越低，寿命越长。

弹簧左旋右旋在功能上有什么区别

扭力弹簧通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料的扭曲或旋转进行蓄力，利用，使被发射物具有一定的机械能。现代的扭力弹簧扭力杆多用弹性极好的钢材制造，形式也有很大变化，有机械表里面的游丝，有玩具陀螺枪里的动力弹簧，也有坦克、汽车里的扭力杆。扭力杆体积小扭力大，作为交通运输工具的避震工具再好不过了。扭力弹簧是一款比较高精密的弹簧配件,生产扭力弹簧用普通的弹簧机不能满足1800度加工,一般生产扭力弹簧国内外都用万能弹簧机生产,精度比较高,万能弹簧机能实现不同角度不同形状的成型定位,是一款比较通用的电脑数控万能机,全自动生产设备万能弹簧机的主要功能弹簧机和电子行业中广泛使用的一种弹性元件，弹簧在受载时能产生较大的弹性变形，把机械功或动能转化为变形能，而卸载后弹簧的变形消失并回复原状，将变形能转化为机械功或动能。

弹簧处理工艺 复位弹簧工作原理

一、作为压力弹簧或拉力弹簧

左旋弹簧和右旋弹簧在作为拉力和压力弹簧时功能没有区别，但是应用时以右旋弹簧为主。

二、作为扭力弹簧

1、左旋弹簧：左旋弹簧的扭力作用于向左旋转，所以应用时只能用在需要左旋力量的位置。

2、右旋弹簧：右旋弹簧的扭力是向右旋转，使用时适用的范围只能是需要向右旋转里的位置。

三、螺旋弹簧

左旋弹簧和右旋弹簧只是个蓄能器，它有储存能量的功能，但不能慢慢地把能量释放出来，要实现慢慢释放这一功能应该靠“弹簧+大传动比机构”实现。

螺旋弹簧的分类：

1、按工作时受载荷的特性不同，可将螺旋弹簧分为压缩、拉伸和扭转三种；

2、按照结构特点，可分为圆柱螺旋弹簧和变径螺旋弹簧两大类；变径螺旋弹簧主要承受压缩载荷;

3、按其形状特点可分为圆锥形、涡卷形、中凹形和中凸形。

4、在生产和使用上，螺旋弹簧还可按成型方法与材料直径大小不同分为：大型螺旋弹簧和小型螺旋弹簧两类；前者通常是热成形，后者是冷成形。

5、其他分类，螺旋弹簧类型较多,按外型可分为：普通圆柱螺旋弹簧；变径螺旋弹簧。按螺旋线方向可分为：左旋弹簧；右旋弹簧。

6、变径螺旋弹簧分为：圆锥螺旋弹簧、蜗卷螺旋弹簧、中凹形螺旋弹簧。

7、圆柱形螺旋弹簧，结构简单，制造方便，应用最广。其特性线为直线，可作压缩弹簧、拉伸弹簧和扭转弹簧。当载荷大而径向尺寸又有限制时，可将两个直径不同的压缩弹簧套在一起使用，成为组合弹簧。

百度百科——螺旋弹簧

弹簧的弹性系数和哪些因素有关 请使用数据说明,

弹簧处理工艺

弹簧处理工艺

1 整定处理 Setting

又称“立定处理”。将热处理后的压缩弹簧压缩到工作极限载荷下的高度或压并高度（拉伸弹簧拉伸到工作极限载荷下的长度，扭转弹簧扭转到工作极限扭转角），一次或多次短暂压缩（拉伸、扭转）以达到稳定弹簧几何尺寸为主要目的的一种工艺方法。 2 加温整定处理 Hot-setting

又称“加温立定处理”。在高于弹簧工作温度条件下的立定处理。

3 强压处理 [Compressive] pre stressing

将压缩弹簧压缩至弹簧材料表层产生有益的与工作应力反向的残余应力，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。

4 加温强压处理 Hot-[compressive] prestressing

在高于弹簧工作条件下进行的强压处理

5 强拉处理 [tension] prestressing

将拉伸弹簧拉伸至弹簧材料表面产生有益的与工作应力反向的残余应力，以提高弹簧承载能力和稳定其几何尺寸的一种工艺方法。

6 加温强拉处理 Hot [tension] prestressing

在高于弹簧工作温度条件下进行的强拉处理

7 强扭处理 [torsion] prestressing

将扭转弹簧扭转至弹簧材料表层产生有益的与工作应力反向的残余应力，以提高弹簧承载能力和稳定其几何尺寸的一种工艺方法。

8 加温强扭处理 Hot [torsion]prestressing

高于弹簧工作温度条件下进行的强扭处理。

几种常见弹簧介绍

压缩弹簧(Compression Spring) 乃各圈分绕，因能承受压力，两端可为开式或闭式或绕平或磨平。下述为一压缩弹簧必要资料：

（1） 控制直径（Controlling diameter）（a）外径、（b）内径、（c）所套管之内径、（d）所穿圆杆之外径。

（2） 钢丝或钢杆之尺寸（Wire or bar size）。

（3） 材料（种类及等级）。

（4） 圈数：（a）总圈数及（b）右旋或左旋。

（5） 末端之形式（Style of ends）。

（6） 在某一挠区长度下之负荷。

（7） 一寸至几寸长度变化范围内之负荷比率。

（8） 最大体高“自由长”（Maximum solid height）。

（9） 运用时之最小压缩高。

压缩弹簧(Compression Spring)乃变体弹簧第一种，由直筒型、锥形至缩、凸腰形，乃至各种尾端之变体，均可依设计成型。

压缩弹簧(Compression Spring)为所有弹簧种类中最被广泛运用的一种，产品运用范围广及电子、电机、计算机、信息、汽机车、自行车、五金工具、礼品、玩具、乃至国防工业，因其设计与原理易于掌握，制造控制也最为单纯。

拉伸弹簧(Extension Spring)

乃各圈紧密围绕，以使其能受力而拉长，各端绕一环圈（Loop），下述为一拉伸弹簧之必要资料：

（1） 自由长度：（a）总长度、（b）全部圈长、（c）自钩圈内之长度。

（2） 控制直径：（a）外径、（b）内径、（c）所套管之内径。

（3） 钢丝尺寸“线径”。

（4） 材料（种类、等级）。

（5） 圈数：（a）总圈数及（b）右旋或左旋。

（6） 末端之形式。

（7） 钩内之负荷。

（8） 负荷率、挠曲度、每寸磅数。

（9） 最大拉伸长度。

拉伸弹簧（Extension Spring）乃典型之弹簧即弹簧之代表，由直筒形至各种变体，乃至挂钩之各种形状均能依设计成型。

拉伸弹簧（Extension Spring）为压缩弹簧之反向运用，运用范围大致较无具体产品类别，但操作控制较压缩弹簧高一级。

扭转弹簧(Torsion Spring)

各圈或是紧密围绕或是分开围绕，俾能适任扭转负荷（与弹簧轴线成直角）。弹簧之末端可绕成钩状或直扭转臂。下述为一扭转弹簧之必要资料：

（1） 自由长度。

（2） 控制直径：(a)外径、(b)内径、(c)所套管之内径，或(d)所穿越圆杆之外径。

（3） 钢丝尺寸“线径”。

（4） 材料（种类及等级）。

（5） 圈数：（a）总圈数及（b）右旋或左旋。

（6） 扭转力：偏转至某一角度之磅数。

（7） 最大挠度（自由位置算起之角度）。

（8） 末端之形式。

扭转弹簧（Torsion Spring）乃变体弹簧之极至，由单扭至双扭，乃至各种扭杆之变形，得依设计成型。

扭转弹簧（Torsion Spring）为所有弹簧类别中设计原理较为复杂的一种，型式的变化亦相当活泼，故设计时所涉及的理论也最为烦索。因此设计时亦较难掌握。

极细微弹簧

适用于精密电子组件。

此类弹簧线径在0.15mm~0.06mm之间,加上线径与各部尺寸均在1mm左右,故调试机具相当之难度与技术,一般运用范围为精密电子元器件或精密仪器、钟表等。

卷簧

可应用于卷尺、汽车起动马达、收纳线盒等。

卷簧又名（发条）其运用类似扭簧，但因其具有高扭力，与多角度之扭转力距故运用于长时间作功之机构，具有不易疲劳之特性。其运用类别大致可归类为卷尺、汽车起动马达、收纳线盒等。 弹片类

依材料之特性应用于不同环境之作动机构。

我们备用与车床不同原理之技术成型机，能克服冲床所难成型的料件。且相对具模具费低廉之优势，故广为客户接受。

勾环类

可依客户之设计应用在不同机构的固定或辅件

材质运用大致与弹簧类相一致，该类产品一般为客户依其需要作不同形状的设计，一般都作为辅件或机构件之固定。

弹簧的弹性系数k与弹簧的直径,弹簧的线径,弹簧的材料,弹簧的有效圈数有关.具体关系是：

与弹簧圈的直径成反比,

与弹簧的线径的4次方成正比,

与弹簧的材料的弹性模量成正比,

与弹簧的有效圈数成反比.

c=F/λ＝Gd4/8D23＝Gd/8C3n

上式中：

c：弹簧的刚度,（即你所说的弹性系数,中学物理叫倔强系数k）；

F：弹簧所受的载荷；

λ：弹簧在受载荷F时所产生的变形量；

G：弹簧材料的切变模量；（钢为8×104MPa,青铜为4×104MPa）

d：弹簧丝直径；

D2：弹簧直径；

n：弹簧有效圈数；

C：弹簧的旋绕比（又称为弹簧指数 ）

由上式可知.当其它条件相同时,C值愈小的弹簧,刚度愈大,亦即弹簧愈硬；反之则愈软.还应注意到,C值愈小,弹簧内、外侧的应力差愈悬殊,卷制愈难,材料利用率也就愈低,并且在工作时将引起较大的扭应力.所以在设计弹簧时,一般规定C≥4,且当弹簧丝直径d越小时,C值越宜取大值.

其实上面这个公式是根据微段弹簧丝ds受转矩后扭转dθ,从而产生微量变形dλ,再将dλ积分而得到圆弹簧丝螺旋弹簧在受载荷F后所产生的变形量：