一、弹簧概要
1、弹簧的定义：
“弹”是物类的伸缩力，而“簧”是指有弹力的机件。用金属类或非金属类所制成具有跳动性，有弹力的对象，运用其伸缩扭动之作用所产生反弹力量带动其它对象运动作用而产生自动性缓和、回复性或其它性质之效果皆可称之为“弹簧”。英语以“Spring”作为弹簧之名称其意味着乃是像春之泉一样的具有跳动性的活跃性的一种想象。而日语则以“ょゎ”或“发条”作为弹簧之名称，亦具有同样之意义。
2、弹簧之用途
大凡具有自动性的控制性的缓动性的等部品大都有须使用或装置弹簧，在工业发达的今天，弹簧之用途可谓相当广泛，也是机械要素之一，在工业上可谓别具一格。一般来说工业用品，日常用品弹簧是广被应用的。如：家庭用品中之弹簧床/椅、电器开关装置、时钟、玩具、电视、冰箱、洗衣机等等不胜枚举。工业用品中机械部品之应用如车辆之防振冲聚缓和， 振动绝缘等装置，内燃机引擎之高速振动缓冲机构，压缩机之平衡与防振装置，再如仪器类计量器，机械之自动回复装置等等。用途之广，只要随时稍加注意观察均可查觉的。
二、弹簧的作用与种类
1、弹簧的作用：
弹簧可利用的性质或作用如下：
(a)荷重与变形之关系——作用于弹簧的荷重P与所装弹簧的变形S成正比，正比例常数为K。亦即弹簧单位变形所需的荷重称为弹簧常数。P=KS 通常弹簧常数是一定的，但也有特殊场合，其荷重与变形的关系很复杂。 (b)能量的吸收——弹簧有吸收积蓄的能量的性质及作用U，通常表示成U=1/2KS2，亦即相当于三角形OMN的面积。能量吸收大者愈适于缓和冲聚等。
(c)固有振动——对弹簧赋予荷重、变形等外来因素后排除这些因素，弹簧以固有的振动数进行固有振动。
(d)振动的绝缘——为了防止机械的震动经由地基传给其它建筑物或机械或者是为了防止其它机械的振动从地基传到机械或仪器，而用弹簧支持机械藉以减弱其传达振动数固有振动数之系数比等。
(e)冲聚的缓和——弹簧遭受冲聚时，则为了提高缓冲的效果，要将物体所有的运动能量全部变成弹簧的弹性能量。
2、弹簧的种类
弹簧的种类很多，也有各种分类方法，都不是决定性，大致可分为以下五类。
碳钢弹簧
钢弹簧
合金钢弹簧
金属 钢合金弹簧
弹簧 非铁金属弹簧 镍合金弹簧
弹簧 其它
橡胶弹簧
空气弹簧
非金属弹簧 流体弹簧
液体弹簧
合成树脂弹簧 ——积成材弹簧
其它
所用材料也无法清楚划分，亦即有金属弹簧与橡胶的组合、空气弹簧与金属弹簧的组合等.
(b)依形状分类：
螺旋弹簧（圆筒形、圆锤形、鼓形、桶形）
迭板弹簧
扭簧
简形弹簧
弹簧 涡形弹簧
环形弹簧
盘簧
垫圈类（弹簧垫圈、有齿垫圈、波形垫圈）
锯齿形弹簧，扣环等。
（c）以构成弹簧的素片所受的压力状态分类
迭板弹簧，板弹簧
euht终端
扭曲螺旋弹簧
素片承受弯曲的弹簧 涡卷弹簧
盘弹簧
有齿垫圈、波形垫圈
拉张螺旋弹簧
压缩螺旋弹簧
素片承受扭曲的弹簧 扭簧
简形弹簧
弹簧垫圈
素片承受拉张压缩弹簧——环形弹簧
弯曲螺旋弹簧
素片承受组合应力的弹簧 承受横荷重的螺旋弹簧
带环弹簧
（d）依荷重时间条件分类：
依荷重的时间性条件分类如下，不过在静性条件时，要考虑静性强度和的问题，在动性条件时，须充分考虑疲劳强度、弹簧共振的问题。
在静性条件使用的弹簧：
荷重的规定，调整——秤、安全阀弹簧、压力计弹簧、弹簧垫圈。
积蓄能量——钟表的发条、唱机、机器的表簧。
在动性条件使用的弹簧：
复原性的利用——阀簧、调速机弹簧。
振动缓和——-车辆用 架弹簧。
冲聚能的吸收——连结器、升降机的缓冲弹簧。
除了在普通环境使用之外也有在高温或低温使用，在腐蚀性气氛中使用。
（e）其它
组合弹簧使用时，可依其组合方式分为串联组合弹簧与并联组合弹簧，串联组合弹簧常数乃各个弹簧的弹簧常数的倒数之和的倒数，并联弹簧则为各弹簧常数之和。
弹簧的特是积蓄能量很大，不过能量的吸收能力因弹簧而异，所以选择弹簧时，宜选最有郊者，求弹簧单位体积吸收的最大能量。
三、材 料 的 选 定
弹簧既是极度利用弹簧材料的弹性，当然是弹性愈高的材料愈好，不过实际上设计弹
簧时弹簧材料要求物理、化学、机械性的性质，选择材料时应注意的事项很多，应依设计时的个别条件而取舍。
（a）弹性限度——弹性限度乃对材料施加某力而变形后，消除该力时，不残留变形的最大力所相对的应力。这是很难测定的，但是弹性限度与抗拉强度有约略一定的关系，选择弹性限度高的材料常等于选择抗拉强度高的材料，为此因素，宜选化学成分适当者，也可利用热处理或冷间加工。弹性限度对抗拉强度的比率——亦即弹性比——因加工方法而异，不过须把握用为弹簧时的状态的弹性域。 (b)弹簧系数——对弹簧材料施加力量，产生单位应变时的应力称为弹性系数值，为弹簧设计的基本弹簧材料的弹性系数主要取决于其化学成分因热处理冷间加工而稍有变化，使用温度高时会大减少。
(c)疲劳强度——承受动性荷重的弹簧须考虑疲劳强度，疲劳强度与材料的抗拉度成一定的关系，但因表面状态脱碳冷加工、热处理而变化，这些条件因弹簧材料的制造方法，弹簧的制造方法变化而变化，故选择材料时就须注意。
(d)淬火性——大型弹簧为了提高淬火效果须要淬火性良好的材料，至少要使中心部淬火成50%麻田散铁组织。
(e)形状尺寸——弹簧材料的机械性质因尺寸而异，得不到特殊尺寸形状将颇受限制，弹簧材料在制造上的尺寸容许差必然因材料而异，因而须配合弹簧荷重特性的精度而选材料，反过来说太苛求荷重特性时材料必须很昂贵。
(f)耐热性——有的弹簧在某种程度的高温使用，通常弹簧材料的各种机械性质随着温度的上升而减少，在某种温度以上时弹簧特性减少。通常可使用的温度范围表如下：
材 质 | 横弹性系数 Gx103(kg/mm2) | 无机颜料分散剂 纵弹性系数 E x103(kg/mm2) | 材 料 | 使用温度界限 |
弹簧钢 | 8 | 21 | 硬钢线 | 1500C |
硬钢线 | 8 | 21 | 琴钢线 | 1500C |
琴钢线 | 8 | 21 | 碳钢 | 1800C |
油回火线 | 8 | 21 | 低合金钢 | 2300C |
不锈钢 | 7 | 17．3 | 金银花采摘机不锈钢线 | 3100C |
青铜 | 4 | 10 | 高速钢 | 4000C |
洋白 | 高压直流供电 4 | 11 | 静应力60kg/mm2程度的标准 | |
磷青铜 | 4．5 | 11 | | |
分凝器银铜 | 5 | 12 | | |
| | 陶粒砖 | | |
（g）耐蚀性——有时在腐蚀性环境使用弹簧若从弹簧表面均匀腐蚀减量则只对应有的尺寸减少而减少荷重，不过一般常引起点蚀型腐蚀有腐蚀疲劳想象，在疲劳强度以上时会有推定值以上的劣化，材料的耐蚀性主要取决于其化学成份，但腐蚀的因素很多，故须把握环境而选择材料，即使材料适切，耐蚀性也因热处理，冷间加工而异。
（n）电传导度——电气器具通信机器等常兼用为电传导，此时可用黄铜、磷青铜、铍铜等铜合金系列作为弹簧材料。
（i）热膨胀性——铜锈的发簧等很忌讳温度变化所致的伸缩此时要用特殊材料。
（j）其他——还有结晶粒的大小，偏折非金属介在物伤痕热处理变形，加工性，耐寒性等各种问题，必须选择容易处理的材料。
实用弹簧材料的弹性系数：
四、弹簧用金属材料
（1）热间加工弹簧——热间加工弹簧钢是用电炉或平炉作成净静钢及热间压延或热间锻造
作成形状主要为尺寸大的材料，大都在热间加工作成弹簧大部分的材料是成形后藉淬火回赋予弹簧特性。
（a）弹簧钢
钢种可分为碳铜系2种SVP11。
(b)琴钢丝线材、硬钢线材。
琴丝线材是以电炉或酸性平炉熔解PSCU等不纯物少的生铁和高级发料，小于整顿钢块，钢片，热间压延而成对粗肌脱碳伤痕等都严格要求。（以SWRS-1A、1B，2A、2B——之）硬钢线材没有琴丝线材那么高级，一般以平炉大量制造，对钢块、钢片表面瑕底的要求也不很严格，主要为硬钢线，碳铜油回火线的素材，不过有时直接在热间或冷间作成弹簧然后淬火回火。
(c)高合金钢弹簧
弹簧用铜一般无明显规定，各种工具钢都可用于弹簧此系统的钢中，合金元素高的钢最近用为耐热用弹簧钢代表性的高速钢为SKH2，合金工具钢SKD5，耐热钢SDH1。
(d)不锈钢杆
不锈钢板、圆钢的压延着重耐蚀性耐热性，强度少（抗拉强度约50kg/mm2）设计应力无法取高。
(2)冷间加工弹簧钢----冷间加工弹簧钢以热间加工弹簧钢为素材主要藉强力抽线加工或冷间压延作成尺寸精度良好的形状，有良好机械性性质适于弹簧用在形状上有钢线、钢带主要在冷间进行弹簧成形，然后主要施行低温退火，折出硬化或淬火回火，热处理，充分发挥弹簧特性。
(a)琴钢线（钢琴线）
琴丝线是用琴丝线材施行韧化处理，藉强力抽线加工，赋予良好的尺寸精度良好的表面肌体，高度机械性性质，韧化是特高碳钢线在变态点以上的温度连续加热在约500℃的熔铅等中冷却，作成富加工性的组织。
种类：
可分三种A、B、C种通常为弹簧用，V种以阀簧为对象，抗拉强度稍低，不过充分保证脱碳、瑕兹等可提高疲劳强度。
（b） 硬钢线
硬钢线是用硬钢线材韧化处理后及冷间加工制造素材及加工都没有SWP那么严格、良质者有时不要于SWP线材，不过不平均度通常大于SWP广用于反覆次数不多的弹簧，无动巨荷重的弹簧。
