圆柱螺旋扭转弹簧设计方案_圆柱螺旋扭转弹簧设计

1.压缩弹簧原理生产压缩弹簧标准规定

2.螺旋弹簧的制造工艺是怎么样的？

3.弹簧的分类都有哪几种？

4.圆柱螺旋压缩弹簧的种类和特性是什么？

5.弹性元件的分类

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。

压缩弹簧原理生产压缩弹簧标准规定

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。

螺旋弹簧的制造工艺是怎么样的？

压缩弹簧的个头很小，但是用途是很广泛的，从我们日常生活使用的家用电器到工厂里面的加工设备等，都离不开小小的压缩弹簧，虽然表面上一般看不到它的影子但是压缩弹簧在后台默默无闻的工作，直到耗尽它的寿命，到现在如今我们国家的生产弹簧已经有40多年的时间了，制作压缩弹簧的标准也是越来越完善了，那么我们来了解一下压缩弹簧原理和生产压缩弹簧标准已经规定了哪些。

压缩弹簧特点

压缩弹簧(CompressionSprings)?对外载压力提供反抗力量。压缩弹簧一般是金属丝等节距盘绕和有固定的线径。压缩弹簧利用多个开放线圈对外载压力(如重力压下车轮，或者身体压在床褥上)供给抵抗力量。也就是，他们回推以反抗外部压力。压缩弹簧一般是金属丝等节距盘绕和有固定的线径。此外，也有圆锥形的压缩弹簧，或者圆锥和直线型组合的弹簧。根据不同的应用领域，压缩弹簧可用于抵抗压力和(或)存储能量。圆形金属丝是压缩弹簧最常用的，但也有正方形、长方形和特殊形状的金属丝制造出的压缩弹簧。

压缩弹簧(压簧)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，储存形变能。

压缩弹簧标准生产规定

GB/T?1239.2-1989?冷卷圆柱螺旋压缩弹簧?技术条件

GB/T?1239.3-1989?冷卷圆柱螺旋扭转弹簧?技术条件

GB/T?1239.4-1989?热卷圆柱螺旋弹簧?技术条件

GB/T?1239.6-1989?圆柱螺旋弹簧?设计计算

GB/T?13.1-1989?小型圆柱螺旋弹簧?技术条件

GB/T?13.2-1989?小型圆柱螺旋拉伸弹簧?尺寸及参数

GB/T?13.3-1989?小型圆柱螺旋压缩弹簧?尺寸及参数

GB/T?2087-2001?圆柱螺旋拉伸弹尺寸及参数(半圆钩环型)

GB/T?2088-19?圆柱螺旋拉伸弹(圆钩环压中心型)尺寸及参数

GB/T?2089-1994?圆柱螺旋压缩弹簧(两端并紧磨平或锻平型)尺寸及参数

GB/T?4142-2001?圆柱螺旋拉伸弹尺寸及参数(圆钩环型)

GB/T?2785-1988?内燃机气门弹簧技术条件

GB/T?2940-1982?柴油机用喷油泵、调速器、喷油器弹簧技术条件

GB/T?4036-1983?手表发条

GB/T?4037-1983?手表游丝

GB/T?12-2005?碟形弹簧

GB/T?10867-1989?弹簧减振器

GB/T?13828-1992?多股圆柱螺旋弹簧

GB/T?9296-1988?地弹簧

GB/T?1805-2001?弹簧术语

GB/T?1358-1993?圆柱螺旋弹簧尺寸系列

JB/T?6655-1993?耐高温弹簧技术条件

JB/T?10416-2004?汽车悬架用螺旋弹簧?技术条件

JB/T?10417-2004?摩托车减震弹簧?技术条件

JB/T?10418-2004?气弹簧设计计算

JB/T?6653-1993?扁钢丝圆柱螺旋压缩弹簧

JB/T?6654-1993?平面涡卷弹簧?技术条件

JB/T?7366-1994?平面涡卷弹簧设计计算

JB/T?8584-19?橡胶—金属螺旋复合弹簧

JB/T?9129-2000?60Si2Mn钢螺旋弹簧?金相检验

JB/T?9127-2000?圆柱螺旋弹簧喷丸?技术规范

JB/T?3338.1-1993?液压件圆柱螺旋压缩弹簧?技术条件

JB/T?3338.2-1993?液压件圆柱螺旋压缩弹簧?设计计算

JB/T?8046.1-1996?压缩气弹簧

JB/T?8046.2-1996?可锁定气弹簧

JB/T?7367.1-2000?圆柱螺旋压缩弹簧超声波探伤方法

JB/T?7757.1-1995?机械密封用圆柱螺旋弹簧

JB/T?7283-1994?农业机械钢板弹簧技术条件

JB/T?50022-1994?农业机械钢板弹簧产品质量分等

JB/T?3383-1983?汽车钢板弹簧台架试验方法

JB/T?3782-?汽车钢板弹簧金相检验标准

JB/T?539-?汽车钢板弹簧销和吊耳技术条件

ZB?T?06001-1988?汽车钢板弹簧喷丸处理规范

QCn29035-1991?汽车钢板弹簧技术条件

QC/T?29103-1992?汽车钢板弹簧质量分等规定

JB/T?53394-2000?碟形弹簧?产品质量分等

JB/T?3396-2000?液压件圆柱螺旋压缩弹簧?产品质量分等

JB/T?58700-2000?弹簧?产品质量分等?总则

JB/T?58701-2000?小型圆柱螺旋弹簧?产品质量分等

JB/T?58702-2000?圆柱螺旋弹簧?产品质量分等

JB/T?7944-2000?圆柱螺旋弹簧?抽样检查

我们在生活中一般常见的弹簧有：拉伸螺旋弹簧、压缩螺旋弹簧、扭转螺旋弹簧等三大类。其中拉伸、压缩弹簧使用的数量是比较多的，规格上面也比较繁杂，在使用的时候稍微改造一下就可以了，如果使用的弹簧数量很少也不用讲究弹簧的特性，在市场上是很容易买得到的，但是价格相对高一些，一般长期大量使用就会找专业生产厂家供应，不论是少量使用还是大量使用，压缩弹簧标准是不容大意的问题。

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弹簧的分类都有哪几种？

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。该答案由长虹弹簧提供。

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。

圆柱螺旋压缩弹簧的种类和特性是什么？

你知道弹簧都有哪些分类吗？如果我们按照受力的性质来划分的话，弹簧能够分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧。?

如果按照形状来划分的话，弹簧能够分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等等。?

若是按照制作的过程来划分，那么弹簧就能够分为冷卷弹簧与热卷弹簧。?

像我们经常看到的普通圆柱体的弹簧由于它的制造比较简单，而且还可以依据受载情况来制作成各种各样的，结构简单的弹簧，因此一直到现在这种弹簧的使用是最为广泛的。?

对于弹簧的制造材料通常来说都是具有较高的弹性极限、疲劳极限和冲击韧性以及较好的热处理性能等等，一般经常使用的有材料有碳素弹簧钢、合金弹簧钢和不锈弹簧钢以及铜合金、橡胶等等。

弹性元件的分类

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。

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。