圆柱螺旋扭转弹簧_圆柱螺旋扭转弹簧特性测定实验报告

1.什么是螺旋弹簧？

2.弹簧的种类

3.圆柱螺旋压缩弹簧的种类和特性是什么？

我们都知道压缩弹簧就是承受压力的螺旋弹簧，它一般用料的截面基本都是圆形。压缩弹簧一直广泛用于我们的生活，不管是一些大型的设备或者小型的设备，都基本用上了压缩弹簧。那么知道一些关于压缩弹簧计算的知识，是不是对于我们的生活有着许多的便利了。因为圆形弹簧使用较多，所以就简单为大家介绍一下关于圆形压缩弹簧计算的知识。下面和小兔一起去学习一下吧。

圆柱螺旋弹簧根据工作时受力不同又可分为:压缩弹簧,拉伸弹簧和扭转弹簧。此次扫盲我们只介绍圆柱螺旋弹簧。

　　圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称及尺寸关系

　　此图为圆柱螺旋压缩弹簧各部分尺寸,图中尺寸的意义如下

1.?簧丝直径d?弹簧的钢丝直径(俗称线径或线径)

2.?弹簧外径D?弹簧的最大直径(俗称大径,也有的公司用OD来表示外径,知道就好,不要学这种坏习惯)?3.?弹簧内径D1弹簧的最小直径(俗称小径,也有的公司用ID来表示内径,知道就好,不要学这种坏习惯)

4.?弹簧中径D2弹簧的平均直径(俗称中心径,也有的公司用Dcen来表示外径,知道就好,不要学这种坏习惯)?5.?节距t?除两端支撑圈外,弹簧上相邻两圈在相对应两之间的轴向距离?6.?弹簧圈数?弹簧圈数共有三种,即有效圈数n,支撑圈n2,和总圈数n1.?7.?自由高度H0?弹簧在不受外力时的高度(或长度)，H0=nt+(n2-0.5)d

当然弹簧的参数远远不只这些，像一些疲劳特性计算,有效寿命的计算,?载荷与变形屈服曲线,弹簧刚度有限元分析等,在扫盲班中就不做解释了,放在后面提高班中再介绍。

接下来简单介绍一下弹簧的加工艺:

我们常用碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等材料来制作弹簧。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。

我们回到正题,讨论一下此次扫盲题的分析及计算:?首先我们要搞清楚弹簧的刚度计算公式~?弹簧刚度值我们用K来表示,单位是N/mm2

K=G*d^4/8*d2^3*n?其中G是指材料的切变模量(俗称弹性系数),此数据一般可通过查表获得,也可以要求供应厂商提供材料物性表获得.常见的像SUS631,SUS316,SUS304,SUS302等为70000N/mm2?弹簧刚,65Mn等等约为80000N/mm2~

求得K值后后，我们还需获得弹簧的作用长度L值，此长度由我们设计者来设计确定。

作用长度指弹簧的预压长度+作用行程长度之和?如一个弹簧由10压缩至6,那么它的作用长度则为4.如果还有预压高度，也要一并算入作用长度。?最后弹簧作用力P值为：P=K*L

具体的计算过程小兔就不多讲了，毕竟大家都不是小学生了，?而所有制造压缩弹簧中，只要没有严格的标准，只要是符舍设计要求的制造都是可行的。我们可以随意改变弹簧线径，有效圈数，自由高度，内径等参数来调整弹簧作用力。但是对于一些严格要求的设备就不行了。?好了，所有的介绍就到这里了，希望可以帮助大家，让大家收获一份知识。

什么是螺旋弹簧？

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。

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。

圆柱螺旋压缩弹簧的部位、名称、规格：

1.簧丝直径：d，表示弹簧的钢丝直径。

2.弹簧外径：D0，表示弹簧的外直径。

3.弹簧内径：D1，表示弹簧的内直径，D1=D-2d。

4.弹簧中径：D2，表示弹簧的平均直径，D2=D-d。

5.节距：t，除两端支承圈外，表示相邻两圈的轴向距离。

6.有效圈数n、支承圈数n2和总圈数n1，为使压缩弹簧工作时放置平稳、受力均匀，制造时会将弹簧两端并紧且磨平。并紧磨平的部分只起支承作用，故为支承圈。支承圈有1.5、2、2.5圈三种，2.5圈用的最多。其余个圈保持相等的节距，称为有效圈数。总圈数n1即为有效圈数n与支承圈数n2之和。

7.自由高度：H0，弹簧不受外力作用时的总高度，H0=nt+（n2-0.5）d。

8.展开长度：L，制造弹簧所用的坯料长度，L≈n1√（πD2)²+t²。 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。

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。

弹簧的种类

螺旋弹簧是指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，常见于机械表。螺旋弹簧很早很早之前就有应用了，古代的弓和弩就是两种广义上的螺旋弹簧。

圆柱螺旋压缩弹簧的种类和特性是什么？

弹簧分类

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。

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。

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。

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。

扭力弹簧：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。

渐进型弹簧：这种弹簧用了粗细、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。

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。

短弹簧：短弹簧相比原厂弹簧要短一些，而且更加的粗壮，安装短弹簧，能够有效降低车身重心，减少过弯时产生的侧倾，使过弯更加稳定、顺畅，提升车辆弯道操控性。

1、

圆线截面的圆柱螺旋形压缩弹簧：这种弹簧大多数为高碳钢、和不锈钢为主，特性为力值呈复线性，结构是螺旋，制造方便，同时也是应用最广泛的一种压缩弹簧。

2、矩形截面的圆柱螺旋压缩弹簧：这种弹簧具有占空间小，能吸收更多能量的特性，力值也呈线性，但制作较为困难，需要特殊的工装配合。

3、扁形截面圆柱螺旋压缩弹簧：这种弹簧和前者承受的能量非常接近，但由于是使用圆线压扁的材料制作而成的，使用寿命制会高于前者。

4、不等节距或变节距、变刚度，圆柱螺旋压缩弹簧：该弹簧在工作时，力值特性为非线性，同时刚度和自振频率均不固定，这种特点有利于消除机械共振的现象，常用于支撑高速变载荷的机械设备中。

5、最后一种是百多股螺旋压缩弹簧：这种弹簧钢丝不是普通圆线钢丝，是由若干个细钢丝扭转在一起形成的钢丝，特性是当这种压缩弹簧工作度时载荷达到一定量的时候，特性线会发现折点。会比普通圆线钢丝的弹簧具有更大的强度，且减震作用明显，多用于发动机中。