圆柱螺旋扭转弹簧应用范围_圆柱螺旋扭转弹簧应用

2024-10-20 06:28:52

1.关于汽车螺旋弹簧的工作原理，你有多少认识？

2.什么是螺旋弹簧？

3.压缩弹簧计算基本认知

4.圆柱螺旋压缩弹簧的种类和特性是什么？

5.弹簧有什么特点。

6.弹簧左旋右旋在功能上有什么区别

圆柱螺旋扭转弹簧应用范围_圆柱螺旋扭转弹簧应用

汽车悬架系统中用的弹性元件主要有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧和橡胶弹簧等。钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件，它是由若干片等宽但不等长（厚度可以相等，也可以不相等）的合金弹组合而成的一根近似等强度的弹性梁，其一般构造如图1所示。

钢板弹簧3的第一片（最长的一片）称为主片，其两端弯成卷耳1，内装青铜或塑料、橡胶、粉末冶金制成的衬套，以便用弹簧销与固定在车架上的支架或吊耳作铰链连接。钢板弹簧的中部一般用U形螺栓固定在车桥上。

中心螺栓4用以连接各弹，并保证装配时各片的相对位置。中心螺栓距两端卷耳中心的距离可以相等（称为对称式钢板弹簧，如图1所示），也可以不相等（称为非对称式钢板弹簧）。

当钢板弹簧安装在汽车悬架中，所承受的垂直载荷为正向时，各个力的方向和作用点如图1）中箭头所示。各弹都受力变形，有向上拱弯的趋势。这时，车桥和车架便互相靠近。当车桥与车架互相远离时，钢板弹簧所受的正向垂直载荷和变形便逐渐减小，有时甚至会反向。

主片卷耳受力严重，是薄弱处，为改善主片卷耳的受力情况，常将第二片末端也弯成卷耳，包在主片卷耳的外面称为包耳。为了使得在弹簧变形时各片有相对滑动的可能。在主片卷耳与第二片包耳之间留有较大的空隙。有些悬架中的钢板弹簧两端不做成卷耳，而用其他的支承连接方式，如橡胶支承垫。

连接各片的构件，除中心螺栓以外，还有若干个弹簧夹2（亦称回弹夹），其主要作用是当钢板弹簧反向变形（即反跳）时，使各片不致互相分开，以免主片单独承载，此外，还可防止各片横向错动。弹簧夹用铆钉铆接在与之相连的最下面弹的端部。弹簧夹的两边用螺栓5连接，在螺栓上有套管 , 顶住弹簧夹的两边，以免将弹夹得过紧。在螺栓套管与弹之间有一定间隙（不小于 (1.5mm）。以保证弹簧变形时，各片可以相互滑移。钢板弹簧在载荷作用下变形时，各片之间有相对滑动而产生摩擦，可以促进车架振动的衰减。但各片间的干摩擦，将使车轮所受的冲击在很大的程度上传给车架，即降低了悬架缓和冲击的能力，并使弹簧各片加速磨损，这是不利的。为减少弹的磨损，在装合钢板弹簧时，各片间须涂上较稠的润滑剂（石墨润滑脂），并应定期进行保养。为了在使用期间内长期储存润滑脂和防止污染，有时将钢板弹簧装在护套内。

前已述及，钢板弹簧本身还能兼起导向机构的作用，并且由于弹簧各片之间的摩擦而起到一定的减振作用。为了保证在弹间产生定值摩擦力以及消除噪声，可在弹之间夹人塑料垫片。如某些高级轿车后悬架的弹性元件用钢板弹簧时，常用此种结构。

许多国家的汽车上用了一种由单片或2-3片变厚度断面的弹构成的少片变截面钢板弹簧，其弹的断面尺寸沿长度方向是变化的，片宽保持不变。这种少片变截面钢板弹簧克服了多片钢板弹簧质量大，性能差（由于片间摩擦的存在，影响了汽车的行驶平顺性）的缺点。据统计，在两种弹簧寿命相等的情况下，少片变截面钢板弹簧可减少质量。螺旋弹簧广泛地应用于独立悬架，特别是前轮独立悬架中。然而在有些轿车的后轮非独立悬架中，其弹性元件也用螺旋弹簧（图2）。螺旋弹簧与钢板弹簧比较，具有以下优点：无需润滑，不忌泥污；安置它所需的纵向空间不大；弹簧本身质量小。

螺旋弹簧本身没有减振作用，因此在螺旋弹簧悬架中必须另装减振器。此外，螺旋弹簧只能承受垂直载荷，故必须装设导向机构以传递垂直力以外的各种力和力矩。

螺旋弹簧用弹簧钢棒料卷制而成，可做成等螺距或变螺距。前者刚度不变，后者刚度是可变的。扭杆弹簧本身是一根由弹簧钢制成的杆（图3）。扭杆断面通常为圆形，少数为矩形或管形。其两端形状可以做成花键、方形、六角形或带平面的圆柱形等等，以便一端固定在车架上，另一端固定在悬架的摆臂2上。摆臂则与车轮相连。当车轮跳动时，摆臂便绕着扭杆轴线而摆动，使扭杆产生扭转弹性变形，借以保证车轮与车架的弹性联系。有的扭杆由一些矩形断面的薄条（扭片）组合而成，这样，弹簧更为柔软。

扭杆弹簧系用铬钒合金弹簧钢制成，其表面经过加工后很光滑。使用中必须对扭杆表面很好保护，通常在扭杆弹簧表面上涂有环氧树脂，包一层玻璃纤维布，再涂一层环氧树脂，最后涂以沥青和防锈油漆，以防碰撞、刮伤和腐蚀，从而可提高扭杆弹簧的使用寿命。

扭杆弹簧在制造时，经热处理后预先施加一定的扭转力矩载荷，使之产生一个永久的扭转变形，从而使其具有一定的预应力。左、右扭杆的预加扭转的方向都与扭杆安装在车上后承受工作载荷时扭转的方向相同。其目的是减小工作时的实际应力，以延长扭杆弹簧的使用寿命。如果左、右扭杆换位安装，则将使扭杆弹簧的预先扭转方向与工作时扭转方向相反，导致扭杆弹簧的实际工作应力加大，而使用寿命缩短，因此左、右扭杆弹簧不能互换。为此，左、右扭杆刻有不同的标记。

扭杆弹簧本身的扭转刚度虽然是常数，但用扭杆弹簧的悬架由于有导向机构的缘故，其悬架刚度却是可变的。

气体弹簧

气体弹簧有空气弹簧和油气弹簧两种。

空气弹簧又有囊式和膜式之别。

①囊式空气弹簧。由橡胶气囊、上盖板、下盖板，以及腰环等组成。橡胶气囊用夹有帘线的橡胶制成，气囊上、下端装有盖板与气囊一同构成。气囊可以做成单曲、双曲和多曲气囊，在节与节之间装有腰环，腰环用来防止对气囊充气时，因压力升高，气囊产生径向膨胀变形。橡胶气囊充气后利用气体可压缩的特点，实现弹簧作用。当作用在弹簧上的载荷增加时，气囊内的气体受压，气压升高，则弹簧刚度增加。当载荷减小时，气囊内的气体减压，刚度减小。因此空气弹簧的刚度是可变的。

②膜式空气弹簧。由橡胶膜片、盖板、底座等组成。膜式空气弹簧工作原理与囊式空气弹簧的相同，只是膜式空气弹簧的刚度较囊式空气弹簧的小，尺寸小，在车上容易安装，但制造困难，寿命短。

空气弹簧质量小，寿命长，一旦漏气弹簧失效，与钢板弹簧比较占用汽车横向方向尺寸多，因此布置困难。空气弹簧只能承受垂直载荷作用，因此选用空气弹簧作为弹性元件，悬架还必须装减振器、导向机构等，如图4所示。

油气弹簧由气体、油气隔膜、油液、工作缸、活塞等组成。分为油气分隔式和油气不分隔式两种，如图5所示。

单气室油气分隔式油气弹簧的球形气室固定在工作缸上。油气隔膜位于球形气室和工作缸中间，用来防止油液乳化。在球形气室内充入高压氮气，构成气体弹簧，起弹性元件作用。在工作缸内充有油液，如在工作缸内安装有节流阀，它所提供的阻尼力又使油气弹簧兼有减振作用。球形气室和活塞杆的端部分别固定在车架和车桥上。

油气弹簧的工作原理是当载荷增加时车架与车桥间的距离缩短，即活塞向上移动并推油液压迫油气隔膜向高压氮气室移动，于是气室容积减小，氮气压力升高，弹簧刚度增大，随之车架下降速度减慢。当外界载荷与氮气压力平衡时，活塞停止上移，车架与车桥的相对位置不变。当载荷减少时在高压氮气压力作用下，油气隔膜向下移动并推油液活塞下移，使气室容积增加，氮气压力降低，弹簧刚度减小，同时车架与车桥间拉开距离的速度也减小，直至外界载荷与氮气压力平衡时，车架与车桥间的距离停止变化。

油气弹簧的特点是具有变刚度特性，兼起减振器作用，用于载质量大些的商用货车上时体积与质量比钢板弹簧小。但一旦漏气或漏油将失去作用，所以对密封要求高。油气弹簧只能承受垂直载荷，故选用油气弹簧作弹性元件的悬架还必须装置导向机构。油气弹簧主要应用于载质量大些的商用货车和自卸车上。由橡胶制成。为增加弹簧行程，常将它做成中空状。橡胶弹簧具有隔音、工作无噪声、不要润滑和变刚度等优点。但有易老化、怕油污和行程小，以及只能承受压缩和扭转载荷等缺点。橡胶弹簧主要用于做副簧和缓冲块。

关于汽车螺旋弹簧的工作原理，你有多少认识？

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。

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、压缩弹簧是承受轴向压力的螺旋弹簧，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。

7、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。而原厂减震器的阻尼设定偏向舒适，所以短弹簧和原厂减震器在配合上不是很稳定，它不能够有效的抑制短弹簧的回弹和压缩，行驶在颠簸路面时，会有一种不适的跳跃感，长此以往，减震器的寿命会大大减短，而且还有可能出现漏油的情况。当然以上这些状况都是相对而言，日常行驶的话不会有这么严重的损坏，而且尽量不要激烈驾驶，毕竟原厂减震器承受不了高负荷的压力。

什么是螺旋弹簧？

虽然弹簧行业是整个制造业中的一个小行业，但其作用不可低估。我国的工业制造业和汽车工业要加快发展，而作为基础零部件之一的弹簧产业需要一个超早期的发展阶段，以适应我国整个产业的快速发展。圆柱螺旋弹簧具有结构简单、制造方便、应用最广的优点。其特征线为直线，可用作压缩弹簧、拉伸弹簧和扭转弹簧。当载荷较大且径向尺寸有限时，可将两个不同直径的压缩弹簧套在一起，形成组合弹簧。

根据弹簧形状可分为螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、板簧、螺旋弹簧等。表中列出了各种弹簧的基本类型。弹簧是一种弹性元件，通过自身的大弹性变形工作。广泛应用于各种机械中。螺旋弹簧由弹簧钢棒制成，常用于各种独立悬架。其特点是没有阻尼和导向功能，只能承受垂直荷载。螺旋弹簧悬架中必须安装减振器和导向机构。前者起阻尼作用，后者用于传递垂直力以外的各种力和力矩，起导向作用。

螺旋弹簧独立悬架是一种复合悬架。对于装有这种后悬架的汽车，后桥的结构形式对后悬架的刚度特性有重要影响。螺旋弹簧作为一种弹性元件，只能承受垂直载荷，因此其悬架系统应配备导向机构和减振器。螺旋弹簧独立悬架是一种复合悬架。对于装有这种后悬架的汽车，后桥的结构形式对后悬架的刚度特性有重要影响。

弹簧的类型复杂多样。根据形状，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板簧、异形弹簧等。根据受力性质，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、板簧、螺旋弹簧、圆锥涡旋弹簧和扭杆弹簧。按制造工艺可分为冷螺旋弹簧和热螺旋弹簧。普通圆柱弹簧因其制造简单而得到广泛应用，可根据载荷条件制作各种类型，结构简单。

压缩弹簧计算基本认知

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？

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。

弹簧有什么特点。

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。

弹簧左旋右旋在功能上有什么区别

弹簧是一种具有很好的弹性零件，它具有易变形、弹性大等特性。在弹簧极限的范围内，它的弹力大小跟弹簧伸长量成正比关系，遵循胡克定律，F=KX,下面对弹簧的应用：　　1、缓和冲击和吸收振动：这类弹簧具有较大的弹性变形能力，可吸收振动和冲击量。如汽车、火车中的缓冲弹簧、联轴器中的吸振弹簧等等。　　2、控制机构的运动：这类弹簧要求在某一定变形范围内的作用力变化不大。如内燃机中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧，自动机床凸轮机构中的弹簧等等。　　3、储存能量：这类弹簧既要求有较大的弹性，又要求作用力较稳定。如钟表弹簧、枪机弹簧、自动机床中刀架自动返回装置中的弹簧等等。　　4、测量力的大小：这类弹簧要求其受力与变形呈线性关系。如测力仪及弹簧秤中的弹簧等等。　　弹簧的种类很多，按承受载荷的不同可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等。按弹簧形状不同可分为：螺旋弹簧、蝶形弹簧、环形弹簧、盘簧、板弹簧等。

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。

扩展资料

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。