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[!--downpath--]弹簧对于大家来说，并不陌生，在多数的产品中很常用，由于它的力相对恒定，可控。
最常用到的产品有遥控器，电子玩具，夹子，还有就是电瓶盖按键等。
这种都有用到弹簧来实现某种机构功能。
这么弹簧又有什么种类呢？
最常用的是三种，压簧，拉簧，扭簧。除此之外还有气门弹簧、悬架弹簧、膜片弹簧、减震弹簧、液压弹簧、油泵弹簧、碟形弹簧、高温弹簧、卡簧、涡卷簧以及异性弹簧等。
下边就压簧，拉簧，扭簧进行介绍
【一】
弹性系数，即执拗系数（劲度系数）。它描述单位形变量时所形成弹力的大小。k值大，说明形变单位宽度须要的力大，或则说弹簧“硬”。劲度系数又称挠度系数或则执拗系数。劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或减短）单位宽度时的弹力。
这么有什么诱因会影响到弹簧的弹性系数呢？
我们先来了解下通常弹簧都有什么参数，弹簧有线径、外径、内径、圈数、材料等基本参数。
在以上的几个参数中，她们对弹簧的弹性系数K值有着哪些关系呢？
1，弹簧的弹性系数。
2，弹簧的弹性系数与弹簧的直径成正比，也就是弹簧的直径越大，这么他的弹性系数越小。
3，弹簧的弹性系数K值与弹簧的线径的4次方成反比。
4，弹簧的弹性系数K值与弹簧的材料的弹性挠度成反比。
5，弹簧的弹性系数K值与弹簧的有效圈数成正比。
为此我们在弹簧设计的过程中，可以按照以上关系来调整弹簧的结构来达到满足需求的弹性系数。
【二】
弹簧的材料通常有什么？
依照GB/T13304《钢分类》标准，根据基本性能及使用特点一弹簧的弹力计算公式，弹簧钢属于机械结构用钢；根据质量等级，属于特殊质量钢，即在生产过程中须要非常严格控制质量和性能的钢。根据物理成份分类：
1、碳素弹簧钢:多采用材质为：65#,70#、65Mn、82B、72A、72B钢丝，特征是可塑性低，弹性强，抗挠度能力强。
用途：多用于床垫床、汽车及各类抱枕、机械制造、文具电动工具、体育用械、扭簧用、拉簧用、电器设备等行业.
尺寸范围：线径Φ0.20mm-Φ6.50mm，用于制造在冷状态下缠绕成型而不经渗碳的弹簧
2、合金弹簧钢：合金弹簧弹钢是用于制造制弹簧或则其他弹性零件的碳化物。弹簧通常是在交变挠度下工作，常见的破坏方式是疲劳破坏，因而，合金弹簧钢必须具有高的屈服点和屈强比（σs/σb）、弹性极限、抗疲劳性能，以保证弹簧有足够的弹性变型能力并能承受较大的荷载。
同时，合金弹簧钢还要求具有一定的塑性与硬度，一定的淬透性，不易渗碳及不易过热。一些特殊弹簧还要求有耐热性、耐蚀性或在长时间内有稳定的弹性。
中不锈钢和高不锈钢都可作弹簧使用，但因其淬透性和硬度较低，只能拿来制造截面较小、受力较小的弹簧。合金弹簧钢则可制造截面较大、屈服极限较高的重要弹簧。
在一些特定要求的场合，如在酸碱度较高、潮湿的环境我们还常常用到碳钢材料来制做弹簧。
常见弹簧的材料种类：
1、油渗碳渗碳弹簧钢丝
2、碳素弹簧钢丝
3、非机械弹簧用碳素弹簧钢丝
4、工具钢热轧钢带
5、回火弹簧钢丝用热扎盘圆
6、铬钒弹簧钢丝
7、铬钒合金弹簧钢丝
8、硅锰合金弹簧钢丝
9、火铬硅合金弹簧钢丝
10、硅锰弹簧钢丝
11、铬钒弹簧钢丝
12、铬硅弹簧钢丝
13、弹簧钢钢材
具体材料的标号、剪切挠度、性能见下表：
【三】弹簧力度设计与估算
F=kx，F为弹力，k为劲度系数，x为弹簧拉长的宽度
例如要测试一款5N的弹簧：用5N力拉劲度系数为100N/m的弹簧，则弹簧被拉长5cm
F=kx,k是劲度系数（单位为牛顿每米），x是弹簧伸长量（单位为米），这定理叫胡克定律
例如：一弹簧受大小为10N的拉力时，总长为7cm，受大小为20N的拉力时，总长为9cm，求原长和伸长3cm时受力大小。
是不是看起来好检查的样纸，一头雾水，而对于我们结构设计来说，重点是在现有的规格上满足力度要求。OK，先从压簧开始。
1，压簧的估算
首先要明晰我们所设计的弹簧有哪些要求，通过装配件我们要确定我们的弹簧应该用哪些结构，直径或是外径大小，工作行程，荷载及工作环境。
弹簧参数
⑴弹簧丝半径d：制造弹簧的钢丝半径。
⑵弹簧直径D2：弹簧的最大直径。
⑶弹簧外径D1：弹簧的最小直径。
⑷弹簧中径D：弹簧的平均半径。它们的估算公式为：D=（D2+D1）÷2=D1+d=D2－d
⑸t：除支撑圈外，弹簧相邻两圈对应点在中径上的轴向距离成为节距，用t表示。
⑹有效圈数n：弹簧能保持相同节距的圈数。
⑺支撑圈数n2：为了使弹簧在工作时受力均匀，保证轴线垂直锥面、制造时，常将弹簧两端并紧。并紧的圈数仅起支撑作用，称为支撑圈。通常有1.5T、2T、2.5T，常用的是2T。
⑻总圈数n1:有效圈数与支撑圈的和。即n1=n+n2.
⑼自由高H0：弹簧在未受外力作用下的高度。由下式估算：H0=nt+(n2-0.5）d=nt+1.5d(n2=2时）
⑽弹簧展开宽度L：绕制弹簧时所需钢丝的宽度。L≈n1（ЛD2）2+n2（压簧）L=ЛD2n+钩部展开宽度（拉簧）
⑾螺旋方向：有左右旋之分，常用右旋，图纸没标明的通常用右旋。
⑿弹簧旋绕比：中径D与钢丝半径d之比。
字符含意
c=弹簧半径比(c=D/d;c=D/b)[-]
b=线宽[单位：mm,in]
d=线径[单位：mm,in]
D=中心半径[单位：mm,in]
F=弹簧负载[单位：N,lb]
G=剪切弹性挠度[单位：MPa,psi]
h=线高[单位：mm,in]
k=弹簧系数[单位：N/mm,lb/in]
Ks=曲线校准质数[-]
L0=自由宽度[单位：mm,in]
LS=固体高度[单位：mm,in]
n=有效圈数[-]
p=节距[单位：mm,in]
s=弹簧变型[单位：mm,in]
Ø=形状系数t[-](e.g.DIN2090)
t=弹簧材料扭挠度[单位：MPa,psi]
OK，还是看不懂，下边按照软件模拟与实列来学习:
例如：弹簧材料用的是，中经为2mm，线材半径0.2mm，原始宽度5mm，工作宽度为4mm，最大压缩到3mm。
按照软件来剖析一下它的力是多少？
申明一下：不是打广告，人家也没有找我广告，原本想马赛克，并且考虑人家这么辛苦的做下来，并且免费奉献，还是值得给人家推广的。这个是线上弹簧公式估算，真的蛮好用的。
按照上图估算结果，可以看见力的参数，见右图：
弹簧的K值为21.88g/mm。弹簧的工作状态弹力为21.88g，极限弹力为43.75g。软件估算也进行了N牛顿换算。
这么这个参数就是我们须要的。
2，拉簧的估算
拉伸弹簧的拉力、变形和硬度估算与压缩弹簧基本相同，二者只是受力、变形和挠度的方向相反。因而，压缩弹簧的基本估算公式同样可以应用于拉伸弹簧。
初拉力与材料的种类、性能、直径和弹簧的旋绕比、耳环的型式、长短以及弹簧的加工方式都有直接的关系。
用热轧成型并经过加强处理的钢丝且经冷卷成型后的拉伸密圈弹簧，都有一定的初拉力。
不锈弹簧钢丝与碳素弹簧钢丝制成的弹簧比较，初拉力要小12%左右，弹簧消挠度渗碳处理的体温越高，初拉力越小；制成弹簧须要经热处理渗碳的拉伸弹簧就投有初拉力.
拉伸弹簧用于两种基本设计：
1)预压弹簧
冷成形拉伸弹簧适宜简支加工，因而工作线圈封闭。预压弹簧可以降低弹簧的负载容量。对于指定宽度弹簧变型，必须使用无预压的更高负载。预压形成于弹簧线圈的细纱过程中。规格大小根据使用的材料，弹簧指数和细纱形式。
释义：也就弹簧线圈与线圈是有间隙的，可以压缩的。
2)无内部预压弹簧
因为技术缘由假如没有必要，可以使用松的线圈弹簧，没有预压，工作线圈之间有间隙。自由状态下的线圈宽度一般为0.2*D
OK，按照公式再用软件模拟一下
例如：弹簧材料用的是，通常弹簧弹簧，弹簧拉勾宽度5mm，中经为2mm，材料半径为0.2mm，弹簧10圈，拉伸后宽度最小6mm，最大7mm。
按照软件来剖析一下它的力是多少？
按照上图估算结果，可以看见力的参数，见右图：
弹簧的K值为17.5g/mm。弹簧的最大须要93.51g的拉力，最小要76.01g的拉力。软件估算也进行了N牛顿换算。
这么这个参数就是我们须要的。
弹簧扫尾设计见以下参考图
3，扭簧的估算
要想设计扭转弹簧，这么我们必须先了解扭簧参数以及工作中的一些技术要求。
下边我们对照扭簧参数图来解释一下这种基本参数
里面这个图纸是个很典型的扭簧，其中包括了好多参数指标，下边一一讲解：
d(弹簧线径):该参数描述了弹簧线的半径，也就是我们说的弹簧钢丝的粗细，默认单位mm。
Dd(心轴最大半径)：该参数描述的是工业应用中弹簧轴的最大半径，公差±2%。
D1(外径):弹簧的外径等于直径除以两倍的线径。扭簧在工作过程中，外径可以减少到心轴半径，外径公差±2%。
D(中径):弹簧的中径等于直径除以一个线径。
D2(直径):等于外径加上两倍的线径。扭簧在工作过程中，直径将变小，公差(±2%±0.1)mm。
L0(自然宽度)：注意：在工作过程中自然宽度会降低，公差±2%。
Tum(扭转圈数)：弹簧绕制的圈数，圈数的不同直接影响扭簧的性能。扭簧的圈数越多力矩越小。
deg(原始角度)：扭簧的两个扭脚之间的原始角度。上图的原始角度为180°。
X1(支承宽度):这是从弹簧圈身中轴到弹簧支承的宽度，通常工作中是固定不动的，也就是我们所说的固定力臂，公差±2%。
X2(施力宽度)：这是从弹簧圈身中轴到弹簧施力点的宽度，通常工作中是转动的，也就是我们所说的施力力臂，公差±2%。
A1(工作扭转角度):扭转弹簧的在工作中扭转的角度。
An(最大扭转角度):扭转弹簧的最大扭转角度。
F1(工作负荷)：扭簧在工作角度A1时作用在扭转弹簧支承上的斥力。
Fn(最大负荷)：准许作用在扭转弹簧支承上的最大力，对应的是An最大扭转角度时所需的斥力。
M1(工作力矩):扭簧在工作角度A1时容许力矩(牛顿*毫米)。
Mn(最大扭力):最大容许力矩(牛顿*毫米)，对应的是An最大扭转角度时的容许力矩。
K(弹簧挠度):这个参数确定弹簧工作时的阻力。单位牛顿*毫米/度，公差±15%。
A1&F1&M1:(扭转角度，负荷和力矩):以下公式可算出扭转角度A1=M1/R.晓得负荷，可用公式M=F*Ls估算转矩。
支承位置：扭转弹簧的支承有四个位置：0°,90°,180°和270°(请看上图)。
螺旋方向:右旋弹簧反秒针方向旋，左旋弹簧顺秒针方向旋。我们的所有弹簧两种旋向都可生产。
扭簧按两种基本设计制造：紧和松（线圈间隙）。假如是静态负载，紧凑的线圈为推荐选项。并且，工作线圈之间出现磨擦，这将造成弹簧寿命降低。另外，线圈的过分接近的间隙制止弹簧完美刻蚀。
OK，按照公式再用软件模拟一下
例如：材料用的是，弹簧中经为5，线材半径0.2，圈数10，固定角度90，臂长3，工作角度25度，预压10度后为35度。
按照软件来剖析一下它的力是多少？
按照上图估算结果，可以看见力的参数，见右图：
弹簧的K值为0.16g/mm。旋转后总宽度为2.27mm，旋转后半径弄成了4.7mm，最小力矩1.02g，最大扭矩1.43g。
这么这个参数就是我们须要的。
弹簧扫尾设计见以下参考图
【四】
弹簧表面处理与测试要求
【结语】
1，以上大部份信息来始于旭佳创弹簧网弹簧的弹力计算公式，挺好的一个网站，基本满足了结构设计须要的专业数据，所以，就没有打码处理，真的不是来打广告的。
2，不仅里面3种常用弹簧估算，虽然里面还有金属板材弹力估算软件模拟，见右图：
有兴趣可以去逛一逛。
3，如你有更好的弹簧模拟估算软件，可以在后台或则在分享群分享下来吧，在此谢过了！
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