弹簧基础知识培训

1、弹 簧 基 知 识一、弹簧的定义、作用、类型：1弹簧的义：弹簧是一种机械零件 它利用材料的弹性和结构特点，在工作时产生变形，把机械功或动能转变为 变形能（位能或把变形能（位能）转变为机械功或动能。2弹簧的用：(1）减震 （2)控制运动 （）测量器材的衡定 （4)储存能量3弹簧的本特性(1）刚度：载荷与变形的关系（单位变形量所产生的载荷柔度：单位载荷下产生的变形量 。 它与刚度成反比 (2）弹簧的变形能（变形所储存的能量储存转换-释放） （3）自振频率(4)弹簧受迫振动的振幅。4。弹簧的型41 圆柱螺旋弹簧圆截面材料圆柱螺旋压缩弹簧矩形截面材料圆柱螺旋压缩弹簧扁截面材料圆柱螺旋压缩弹簧不等节距圆

2、柱螺旋弹簧多股螺旋弹簧圆柱螺旋拉伸弹簧圆柱螺旋扭转弹簧单位是：N/mm42非圆柱螺旋弹簧截锥螺旋弹簧 中凹形螺旋弹簧 中凸形螺旋弹簧 组合螺旋弹簧 非圆形螺旋弹簧43 其它类型弹簧线成型 片弹簧 .。二、常用的名词诠释。1工作荷：弹簧工作过程中承受的力和扭距。2弹簧度:单位变形量所产生的负荷。3弹簧度：单位工作负荷下所产生的变形量。4初拉：密圈螺旋拉伸弹簧在冷卷时形成的内应力，其值为弹簧开始产生拉伸变形时所需的 作用力.5自由度（长度)：弹簧无负荷时的高度（长度)。6压并度:压缩弹簧压至各圈接触时的理论高度。7总圈：沿螺旋轴线两端间的螺旋圈数。8有效数:（工作圈数）计算弹簧刚度时的圈数。9支承

3、数：弹簧端部用于支承或固定的圈数。10 弹簧中径：弹簧内径和外径的平均值11 节距：螺旋弹簧两相邻有效圈截面中心线的轴向距离。12 间距:（坑距)螺旋弹簧两相邻效圈轴向间距13 旋绕比:弹簧中径与线径的比值.14 高径比：螺旋压缩弹簧自由高度与中径的比值.15 立定处理热处理后的压缩弹簧压缩到工作极限负荷下的高度或压并高度(拉伸到弹簧工 作极限下的长度,扭转到工作极限扭转角一次或多次短暂压缩(拉伸或扭转）以达到稳定弹簧 几何尺寸的主要目的的一种工艺方法。(定型）16 强压 (、扭)将弹簧压缩（拉、扭）至弹簧材料表层产生有益的工作应力反向残余力， 以达到提高弹簧承载能力和稳定几何尺寸的一种工艺方

4、法储能量)17 疲劳试验：考核弹簧疲劳性能的试验三、形位公差形状与位置的公差称形位公差）分类名称符号分类名称符号形状直线度平面度真圆度平行度 定垂直度 向倾斜度 公差线轮廓度位置公差定位同心度同轴度面轮廓度 位置度 跳动圆跳动 全跳动 弹簧常用的符号和单位A弹簧材料截面面积（mm2)弯曲刚度(数矩形截面材料垂直于弹簧轴线的边长（mm数B平板的弯曲刚度（N/mm)；系数b高径；矩形截面材料平行于弹簧轴线的边长;系数C螺旋弹簧旋绕比;簧直径比系数D-弹簧的中径（mmD1弹簧内径mmD2弹簧外径d 弹簧材料的直径（mm弹性模量（）F弹簧的载荷N ）F弹簧的刚度（N/mm)Fj弹簧的工作极限载荷(N）

5、圆柱拉伸弹簧的初拉力(N）弹簧的径向载荷(N-弹簧的径向刚度（N/mm)Fs弹簧的试验载荷（N）f弹簧的变形量（mmfj工作极限载荷 的变量（）s z l 1 2 c t Z Z fr弹簧的静变形量（mms z l 1 2 c t Z Z fs-试验载荷 下弹簧的变量（mm性静变形量(mm)fo拉伸弹簧对应于初拉力 Fo 的假设变形量（mm片的中心变形量（） G材料的切变模量（重车加速度，2H-弹簧的工作高（长）度Ho弹簧的自由高（长度（）Hs簧试验载荷下的高（长）度（mm)h-碟形弹簧的内截锥高度（I惯性矩（4Ip极惯性矩（mmK曲系数;数Kt-温度修正系数k系数L弹簧材料的展开长度（l弹簧

6、材料有效工作圈展开长度（mm)；弹簧的自由弦长(mm) M弯曲力矩（N.mm）m-作用于弹簧上物体的质量kg）m -弹簧的质量（kg）N变载荷循环次数n弹簧工作圈数n 弹簧的支承圈数n -弹簧的总圈数弹簧单圈的刚度（N.mm）R弹簧圈的中半径（）R -弹簧圈的内半径（mm)R -弹簧圈的外半径(mm阻尼系数S-安全系数T-扭转刚度(N.mm/（）t-弹簧的节距t 钢索节距（mm）U-变形能(N.mm);(N。mm。V弹的体积(mm）冲击体的速度(mm/s）z 抗弯截面系数(mmz 抗扭截面系数(3螺旋角();系数钢索拧角（锥半角()；系数 弹簧圈的轴向间隙(mm)组合弹簧圈的径向间隙（mm）

7、系数系数扭杆单位长度的扭转角-系数泊松比;度系数弹簧的自振频率（H ）弹簧所受变载荷的激励频率H ） 材料的密度（3弹簧工作时的正应力（）b j b j 材料的抗拉强度（MPa）b j b j 弹簧的工作极限应力(MPa)s材料的抗拉屈服点（MPa)弹簧工作是的切应力（） 材料的抗剪强度（MPa） 弹簧的工作极限切应力（MPa）o材料的脉动扭转疲劳极限（MPa) s材料的抗扭屈服点（）-1材料的对称循环扭转疲劳极限（MPa）扭转变形角（(rad）弹 簧 的 材 料 弹簧是在较高的应力下工作，材料表面受力最大，弹簧材料的综合力学性能和材料表面质 量，直接影响到弹簧的质量。保证和提高弹簧材料力学性

8、能和物理化学性，是确保弹簧正常工 作的关键。弹簧材料用量最多的是弹簧钢，其次是铜合金、镍合金、高弹性和恒弹性合金以及橡胶和工 程塑料之类的非金属材料。为了满足某些弹簧的特殊要求，也常常选用一些超高强度钢、高速工具钢、不锈耐酸钢和热 强钢中的某些牌号做弹簧钢的使用。11通用弹簧钢的现状1热成型弹簧钢材料 热成型弹簧都是一些较大型弹簧材料截面的具有高的弹性和优异的综合力学性能，在钢中除了加适当的碳量（碳的质量分数一般在 。45%)，还应加入 强化基体和增加淬透性的合金元素效果是显著的是 Mn、Cr、Ni、WV 等；一是加 入微量的活性元素，如 BTi、Zr、Nb 以及稀土元素的主要目的是稳定组织状

9、态，从而提高弹 簧材料对微量塑性变形的抗力和抗松弛性。当前世界各国正是根据上述合金原理发展通用弹簧 钢。在我国弹簧钢标准 GB122284 中，共有 17 钢种，其中碳素钢 3 种、锰钢 1 种、硅锰钢 3 种、含硼钢 3 种、铬锰钢 4 、硅铬钢、铬钒钢和钨铬钒各 种。2冷成型簧钢材料 弹簧用量最多的是中、小型弹簧，拉簧扭簧和小弹簧。我司最常用的有碳素弹簧钢丝： 70#70A70B55Si2Mn60Si2Mn。 普通要求的产品用：65Mn70、70A、 高要求的产品用：、琴线此类材料热处理后外径变小.12 铜合金和镍合金（广泛用于航海、化工、电器、仪器等工业部门）铜合金有优良的导电性非磁性导

10、热性以及良好的耐蚀性和耐磨性冷拔轧强化后有较 高的强度，冲击时不产生火花和易加工等特点。热处理温度一般在 180。镍合金有很高的耐腐蚀性，是制造食品加工机械上弹簧的良好材料。我司最常用的铜合金有：红铜、青铜、黄铜、磷铜我司最常用的镍合金有:、SUS302、SUS304（有磁性（无磁性类材 料热处理后外径变大。2度位 MPa(见图表） 之3测钢弹簧的热处、强化处和表面处理 重载体展.为了消除不利的剩余应力获重高的有益力除了 等艺主概括起来可 凡是用经过固溶处理和冷拉强化的奥氏体不锈钢淀硬型凡 1.1 或 Ac 以3 1,从 弹簧的回火于 Ac 保1,然后适宜产冷却的工艺方法，叫做回火。回火的目的

11、是：获得所需要的力学性能，稳 2.1 5 簧是 压 点 高。 弹簧经过.为了要度,在卷簧时的卷制高度外要留出变形量. 度 H =K f +（H f ）o j o j度 H =(0.120。f Ho j+ Ho f 处j弹簧的抛丸处理Ko它是提高机械零件疲劳寿命的有效方 面使弹簧表形而形成了 。从应 ,强化层 .由于材弹簧在承 ,同样也具有增加疲劳 ,抛丸处量还能清除弹簧表面的碳 弹簧表面理 如弹簧在特别干燥的大气中氧化生成氧化,以及弹簧在非电解质液体中 由于微电池的作用而产生的腐蚀叫电化学腐蚀例如 (如工业废 的 .但 定并弹簧的工艺程与检验制理-口-低温回火200 11）外观（无变形、无毛刺

12、、 （:按作业指导验 点当量.（: “作的要求进行测试。2。渍：(1）外(色)2)尺寸及特性要求 按作业书进 面,测 5口度:用平板和直角尺测量弹簧外圆母线对端面的垂直度在无负荷状2)磨面：需磨端面的 （下)6。:(标准试片）:(1） 尺寸及特性要求： 按书理包锌(锌 、挂铬、磷。 9:按.0 2 2 0 0 0 0 1 2圆柱螺旋弹簧计算 一、圆柱螺旋压缩弹簧0 2 2 0 0 0 0 1 2旋绕比 C=D/d高径比 b=H /D刚度： F Gd/8D34n F /H -H ）工作圈数: n=Gdf/8FD3F节距（收口 1N): （磨口时) t=H 1（不磨口整圈时）（不磨口半圈时）t= 2.5d/nt= 2.0d/n二、圆柱螺旋拉伸弹簧的计算公式刚度：F4/8Dn =Gd/8C34n F2F1/H1H2工作圈数： 4f/8FD3F初拉力：F =3/8D F 或 H旋绕比 4 时 时 C=5-6 时 时 C=78