第十三章彈簧簡介第二節(jié)圓柱螺旋拉伸（壓縮）彈簧的材料和制造第三節(jié)彈簧的使用與維護第一節(jié)彈簧的功用和類型教學重點：一、彈簧的類型第十三章彈簧簡介第一節(jié)彈簧的功用和類型

彈簧是機械設(shè)備中廣泛使用的一種彈性元件。彈簧在外載荷作用下產(chǎn)生較大的彈性變形，將外力所作的功轉(zhuǎn)化為彈簧的變形能；卸掉外力后，彈簧的變形減小或消失而恢復原狀。（1）緩沖和吸振。（2）控制機構(gòu)的運動。（3）儲存能量。（4）測量力的大小彈簧的主要功用有:

按所承受載荷的不同，彈簧可以分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧四種；

螺旋彈簧是用彈簧絲按螺旋線卷繞而成。

碟形彈簧和環(huán)形彈簧主要用作壓縮彈簧，都有很強的緩沖吸振能力。

盤簧屬于扭轉(zhuǎn)彈簧，其軸向尺寸很小，有很強的儲能能力，多用于鐘表、儀器中的儲能裝置。

板彈簧由許多長度不同的鋼板疊合而成。彈簧的分類：

按彈簧的外形不同，彈簧又可分為螺旋彈簧、板彈簧、盤簧、碟形彈簧和環(huán)形彈簧五種，見表13-1。返回第二節(jié)圓柱螺旋拉伸（壓縮）彈簧的材料和制造第二節(jié)圓柱螺旋拉伸（壓縮）彈簧的許用應力第三節(jié)圓柱螺旋拉伸（壓縮）彈簧的制造第一節(jié)圓柱螺旋拉伸（壓縮）彈簧的材料

含碳量在0.6%~0.9%之間，如65、70、85等優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼。碳素彈簧鋼絲按用途分為B、C、D三級，B級用于低應力彈簧；C級用于中等應力彈簧；D級用于高應力彈簧。這類材料優(yōu)點是價格低，缺點是彈性極限低，多次重復變形后容易失去彈性，故常用于制造尺寸較小的彈簧。1.碳素彈簧鋼一、圓柱螺旋拉伸（壓縮）彈簧的材料

如65Mn。跟碳素彈簧鋼相比，這類材料的強度更高，淬透性更好，但容易產(chǎn)生淬火裂紋，故一般只能用來制造尺寸不大的彈簧。2.低錳彈簧鋼一、圓柱螺旋拉伸（壓縮）彈簧的材料3.硅錳彈簧鋼

如60Si2Mn。這類材料的彈性和回火穩(wěn)定性好，且容易脫碳，常用于制造受重載的彈簧。

如50CrVA。這類材料疲勞極限高，彈性、淬透性和回火穩(wěn)定性好，常用于承受變載荷的彈簧。4.鉻釩彈簧鋼一、圓柱螺旋拉伸（壓縮）彈簧的材料5.其他彈簧鋼

有些不銹鋼也可用來制造彈簧，如4Cr13。這種材料不僅耐腐蝕，還耐高溫，適用于制造尺寸較大的彈簧。青銅也可作為彈簧材料，如QSi3-1、QSn4-3。青銅材料耐腐蝕性和防磁型都好，用這類材料制造的彈簧可用于有腐蝕性介質(zhì)的工作環(huán)境中。

影響彈簧材料的許用應力的因素很多，如彈簧的類型、材料、彈簧鋼絲直徑和載荷性質(zhì)等。

通常，根據(jù)變載荷的作用次數(shù)和彈簧的重要程度將彈簧分為三類：

受載荷作用次數(shù)在106以上的重要彈簧稱為Ⅰ類彈簧，如內(nèi)燃機氣門閥彈簧等；受載荷作用次數(shù)在103～105次及受沖擊載荷的彈簧稱為Ⅱ類彈簧，如調(diào)速器彈簧等；受變載荷作用次數(shù)在103以下的彈簧及受靜載荷的一般彈簧稱為Ⅲ類彈簧，如一般安全閥彈簧、摩擦式安全離合器彈簧等。

常用彈簧材料的性能和許用應力見表13-2。二、圓柱螺旋拉伸（壓縮）彈簧的許用應力

圓柱螺旋彈簧的制造包括卷繞、斷面加工或掛鉤的制作（指拉簧和扭簧）、熱處理和工藝性試驗。

卷制可以分為冷卷和熱卷兩種。小批量彈簧的卷制常在普通車床上或者手工將彈簧絲繞在芯軸上卷制而成，大批量彈簧的卷制一般在自動機床上進行。當彈簧絲直徑較?。ā?mm）時，常用冷卷法。

當彈簧鋼絲較大（＞8mm），常用熱卷法。

對要求較高的彈簧，在制成后還要進行強壓處理或噴丸處理，以提高承載能力。三、圓柱螺旋拉伸（壓縮）彈簧的制造返回第三節(jié)彈簧的使用與維護

彈簧是許多機械設(shè)備中的重要零件，主要承受沖擊載荷和變載荷，容易發(fā)生疲勞損傷和斷裂。

因此，在彈簧的實際使用和維護中，應注意以下問題：

（1）根據(jù)彈簧的使用要求和使用場合，合理選擇和設(shè)計彈簧的類型、尺寸、性能和精度。要充分考慮機體在工作的過渡過程所產(chǎn)生的共振對彈簧性能和壽命可能帶來的影響。

彈簧是許多機械設(shè)備中的重要零件，主要承受沖擊載荷和變載荷，容易發(fā)生疲勞損傷和斷裂。

因此，在彈簧的實際使用和維護中，應注意以下問題：（2）加強彈簧加工質(zhì)量的控制與品質(zhì)檢驗。檢驗彈簧時，彈簧絲表面必須光潔，無裂紋、氣泡、夾渣和傷痕等缺陷。對于特別重要的彈簧，應根據(jù)彈簧技術(shù)條件的規(guī)定進行精度、沖擊、疲勞、探傷等試驗和檢驗。對高精度彈簧應進行外徑、高度、受力變形、彈簧中徑等偏差的測量選配，以保證彈簧的裝配精度。普通彈簧一般涂油或油漆限制表面脫碳。

彈簧是許多機械設(shè)備中的重要零件，主要承受沖擊載荷和變載荷，容易發(fā)生疲勞損傷和斷裂。

因此，在彈簧的實際使用和維護中，應注意以下問題：

（3）應定期對使用中的彈簧進行質(zhì)量檢查，彈簧經(jīng)長期使用后易疲勞損壞，對于損壞或變形的彈簧，應按有關(guān)技術(shù)規(guī)定及時修復或更換。若彈簧變形不大，可以校正修復。修復自由長度變短、彈力不足的彈簧時，應先對舊彈簧進行冷拉伸，再重新進行熱處理以達到規(guī)定的要求。彈簧彈性減弱后，可以用增加調(diào)整墊片的方法臨時予以補償。

彈簧是許多機械設(shè)備中的重要零件，主要承受沖擊載荷和變載荷，容易發(fā)生疲勞損傷和斷裂。

因此，在彈簧的實際使用和維護中，應注意以下問題：

（4）彈簧的自由長度可直接測量，也可與同型號的標準彈簧對比確定。彈簧彈力可在測力探測器上測量，也可采用新舊彈簧對比的方法，如將新舊兩個彈簧保持同一軸線放在虎鉗中，并在兩彈簧之間加一平墊圈，然后收緊鉗口壓緊彈簧，通過對比新舊彈簧縮短的長度及彈簧圈的疏密來判斷新舊彈簧的彈力減弱程度。返回表13-1彈簧的基本類型

按載

荷分按形狀分拉伸壓縮扭轉(zhuǎn)彎曲螺旋彈簧

圓柱螺旋拉伸彈簧

圓柱螺旋圓錐螺旋壓縮彈簧壓縮彈簧

圓柱螺旋

扭轉(zhuǎn)彈簧

其他

碟形彈簧

環(huán)形彈簧

盤形彈簧

板彈簧返回表13-2彈簧的基本類型材

料許用切應力

/MPa推薦使用溫度/°C推薦硬度范圍名稱牌號Ⅰ類彈簧［τⅠ］Ⅱ類彈簧［τⅡ］Ⅲ類彈簧［τⅢ］碳素彈簧鋼絲

B、C、D級0.3σb0.4σb0.5σb-40～120—低錳彈簧鋼絲65Mn硅錳彈簧鋼絲60Si2Mn480640800-40～20045～50HRC鉻釩彈簧鋼絲50CrVA