弹簧的介绍.doc

弹性形变：弹性形变是指固体受外力作用而使各点间相对位置的改变，当外力撤消后，固体又恢复原状谓之“弹性形变”。

弹簧的任务：吸收冲击和振动（机动车的悬挂），叠压机器零件（联轴器弹簧），存储张紧能量（精密端部夹头），和使机械零件回位（单程作用的气动缸）。
弹簧刚度
 1、弹簧的刚度是载荷增量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。至于直线型的弹簧，刚度则不随载荷变化而变化，即F'=dF/dλ=F/λ=常数。因此，对于具有直线型特性线的弹簧，其刚度也成为弹簧常数。
弹簧的性能：使弹簧变形所需的力随着弹簧行程的增加而增大，弹簧特性曲线描述这种力与弹簧行程的相互关系。弹簧特性曲线用于判断弹簧的性能，其走向可以是线性的、累加的或递减的。
弹簧特性曲线上升的陡度越大，弹簧变形所需的力也越大
弹簧伸缩率R=F\s
弹簧的类型
按照所承受的载荷不同，弹簧可以分为：拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧
和弯曲弹簧 等，常见的弹簧如下：1）拉伸弹簧 、圆截面压缩弹簧 ：这两种弹簧刚度稳定，结构简单，制造方便，应用最为广泛
2）碟形弹簧 ：缓冲及减振能力较强，制造及维护方便。主要用于重型机械的缓冲和减振装置
3）涡卷弹簧 ：此种弹簧能储存较大的能量，常用于钟表及仪表中的动力装置
4）环形弹簧：可承受较大的压力，缓冲能力很强，常用于重型设备的缓冲装置
5）扭转弹簧 ：结构简单，主要用于各种机械装置中的压紧和储能
6）板簧 ：此种弹簧变形大、吸振能力强，主要用于各种车辆的缓冲和减振装置
拉伸弹簧
拉伸弹簧（拉簧）是承受轴向拉力的螺旋弹簧，拉伸弹簧一般都用圆截面材料制造。在不承受负荷时，拉伸拉簧弹簧的圈 与圈之间一般都是并紧的没有间隙。利用拉伸后的回弹力(拉力）工作，用以控制机件的运动、贮蓄能量、测量力的大小等，广泛用于机器、仪表中。其钩的形式有侧钩拉簧，长钩拉簧，英式钩拉簧，德式钩拉簧，半圆钩拉簧，鸭嘴钩拉簧等等，其材料有不锈钢、琴钢、高碳钢、磷铜、油回火合金弹簧钢等。
应用
拉簧广泛用于医疗呼吸设备、运动控制、医疗移动设备、手工工具、家庭护理设备、减震、泵弹簧、机械与电子的防护硬件、流体控制阀、机械航天部件、促动器、开关设备机器、仪表中。,其材料有不锈钢、琴钢、高碳钢、磷铜、油回火合金弹簧钢等。
压簧（压缩弹簧）压簧是承受轴向压力的螺旋弹簧，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。
应用
压簧(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，制造控制也最为简单。

扭力弹簧
扭力弹簧（扭簧）利用杠杆的原理，通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料的扭曲或旋转，使之具有极大的机械能。是承受扭转变形的弹簧，它的工作部分也是各圈或是紧密围绕或是分开围绕。扭转弹簧的端部结构是加工成各种形状的扭臂，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。
碟形弹簧
1.刚度大，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷，适合于轴向空间要求小的场合。
2.具有变刚度特性，这种弹簧具有很广范围的非线性特性。
3.用同样的碟形弹簧采用不同的组合方式，能使弹簧特性在很大范围内变化。可采用对合、叠合的组合方式，也可采用复合不同厚度，不同片数等的组合方式。
当叠合时，相对于同一变形，弹簧数越多则载荷越大。
特性
◆ 行程短 、负荷重
◆ 所需空间小
◆ 组合使用方便
◆ 维修换装容易
◆ 经济、安全性高
◆ 使用寿命长
在很大范围内，碟形弹簧正取代圆柱螺旋弹簧。常用于重型机械（如压力机）和大炮，飞机等武器中，作为强力缓冲和减振弹簧，用作汽车和拖拉机离合器及安全阀的压紧弹簧，以及用作机动器械的储能元件。
缺点：载荷偏差难以保证。

环形弹簧
由多个内圆锥面外圆柱面的垫圈状弹簧钢和内圆柱面外圆锥面的垫圈状弹簧钢交替叠加组合而成的弹簧。
环形弹簧的内、外圆环的对数依据其所承受载荷的大小和产生变形的要求来确定。
环形弹簧应用于空间受限且需要强力缓冲的场合

橡胶弹簧
橡胶弹簧：是一种高弹性体,制作材料有普通橡胶。橡胶弹簧弹性模量小，受载后有较大的弹性变形，借以吸收冲击和振动。它能同时受多向载荷，但耐高温性和耐油性比钢弹簧差。该产品减振效果好,共振领域小,使用寿命长,成本低,还有良好的耐寒性,优良的气密性,防水性,电绝缘性,是减振的最佳选择。
特点
橡胶弹簧形状不受限制，有较大的弹性变形，容易实现非线性要求，减振隔音效果良好。复合橡胶弹簧相比较橡胶弹簧，前者形状受金属螺旋弹簧限制，线性要求高，重量重，但是其承重载荷量大的优点却不是纯橡胶弹簧可比拟的。
优点
(1)形状不受限制，各个方向的刚度可以根据设计要求自由选择；
(2)弹性模量虽小，可以得到较大的弹性变形，容易实现理想的非线性特性；
(3)具有较高的内阻．这对于突然冲击和高频振动的吸收以及隔音具有良好的效果；
(4)同一橡胶弹簧能同时承受多向载荷，从而使系统的结构简化；
(5)安装和拆卸简便，无需润滑，有利于维护保养．
缺点
(1)耐高低温和耐油性比钢弹簧差；
(2)工程中用橡胶弹簧，形状比波纹管简单，但要精确计算它们的弹性特性却相当困难；
3)主要因为它们不是纯弹性体，而是属粘一弹性材料，所以力学特性比较复杂。[1]
应用
振动机械、双层客车、载重货车等工业机械，橡胶弹簧常用在机械设备、车辆行走机构和悬架中，起减振和缓冲作用。橡胶弹簧也可根据工作需要设计成各种结构形式.

气弹簧
气弹簧（gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的工业配件。它由以下几部分构成：压力缸、活塞杆、活塞、密封导向套、填充物（惰性气体或者油气混合物），缸内控制元件与缸
气弹簧比普通弹簧有着很显著的优点：速度相对缓慢、动态力变化不大（一般在1：1.2以内）、容易控制；缺点是相对体积没有螺旋弹簧小，成本高、寿命相对短。

弹簧常用材料
制造弹簧所用的材料大部分是弹簧钢，通过淬火、调质或冷作成型（深拉）使其达到高强度和高弹性。