制作標(biāo)準(zhǔn)
材料應(yīng)用
大多數(shù)材料都有不同程度的彈性，如果將其彎曲，便會(huì)以很大的力量恢復(fù)其原形。在人類(lèi)歷史上，一定很早就注意到樹(shù)苗和幼樹(shù)的樹(shù)枝有很大的撓性，因?yàn)樵S多原始文化利用這一特性，在特制的門(mén)后或籠子后楔上一根棍，或者用活結(jié)套在一根桿上向下拉；一旦松開(kāi)張力，這根棍或桿就會(huì)往回彈。他們就用這種辦法來(lái)捕捉飛禽走獸。實(shí)際上，弓就是按這種方式利用幼樹(shù)彈性的彈簧；先向后拉弓，然后撒手，讓其回彈。中世紀(jì)時(shí)，這種想法開(kāi)始出現(xiàn)在機(jī)械上，如紡織機(jī)、車(chē)床、鉆機(jī)、磨面機(jī)和鋸。操作者用手或腳踏板給出下壓沖程，將工作機(jī)械往下拉，這時(shí)用繩索固定在機(jī)械上的一根桿彈回，產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
彈性材料的抗扭性不亞于它的抗撓性。希臘帝國(guó)時(shí)期 （大概是公元前4世紀(jì)）發(fā)明了用搓成的腱繩或毛繩拉緊的扭簧，用以代替簡(jiǎn)單的彈簧來(lái)加強(qiáng)石弩和拋石機(jī)的威力。這時(shí)人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到，金屬比木頭、角質(zhì)或任何這類(lèi)有機(jī)物質(zhì)的彈性更大。菲洛 （其寫(xiě)作年代約為公元前200年）把它作為一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)來(lái)進(jìn)行介紹。他估計(jì)讀者是難以置信的。凱爾特人和西班牙人的劍的彈性，引起了他的亞歷山大城的前輩的注意。為了弄清楚劍為什么有彈性，他們進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn)。結(jié)果他的師傅克特西比發(fā)明了拋石機(jī)，拋石機(jī)的彈簧是用彎曲的青銅板作成的——實(shí)際上是最早的片簧；菲洛本人又進(jìn)一步改進(jìn)了這些拋石機(jī)。富有創(chuàng)造性的克特西比在發(fā)明這種拋石機(jī)后，又想出了另一種拋石機(jī)—一它利用汽缸內(nèi)空氣在受壓的情況下產(chǎn)生的彈性工作。
在很久以后人們才想到：如果壓縮一根螺旋桿，而不是彎曲一根直桿，那么金屬?gòu)椈蓛?chǔ)存的能量就會(huì)更大。據(jù)伯魯涅列斯基的小傳記載，他制作過(guò)一口鬧鐘，其中使用了若干代彈簧。有人指出，在附有一些奇特的螺旋彈簧鐘表圖的15世紀(jì)末葉的一本機(jī)械手冊(cè)中有這架鬧鐘的圖樣。這類(lèi)彈簧也用于現(xiàn)代的捕鼠器。帶圈簧 （水平壓縮而不是垂直壓縮的彈簧）的鐘表，在1460年左右肯定已開(kāi)始使用了，但基本上是皇室的奢侈品，大約又過(guò)了1個(gè)世紀(jì)，帶彈簧的鐘表才成為中產(chǎn)階級(jí)人士的標(biāo)志。
彈力公式
F=kx，F(xiàn)為彈力，k為勁度系數(shù)，x為彈簧拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度
比如要測(cè)試一款5N的彈簧：
用5N力拉勁度系數(shù)為100N/m的彈簧，則彈簧被拉長(zhǎng)5cm
F=kx,k是勁度系數(shù)（單位為牛頓每米），x是彈簧伸長(zhǎng)量（單位為米），這定律叫胡克定律
比如：
一彈簧受大小為10N的拉力時(shí)，總長(zhǎng)為7cm，受大小為20N的拉力時(shí)，總長(zhǎng)為9cm，求原長(zhǎng)和伸長(zhǎng)3cm時(shí)受力大小
彈簧參數(shù)
⑴彈簧絲直徑d：制造彈簧的鋼絲直徑。
⑵彈簧外徑D2：彈簧的最大外徑。
⑶彈簧內(nèi)徑D1：彈簧的最小外徑。
⑷彈簧中徑D：彈簧的平均直徑。它們的計(jì)算公式為：D=（D2+D1）÷2=D1+d=D2－d
⑸節(jié)距t：除支撐圈外，彈簧相鄰兩圈對(duì)應(yīng)點(diǎn)在中徑上的軸向距離成為節(jié)距，用t表示。
⑹有效圈數(shù)n：彈簧能保持相同節(jié)距的圈數(shù)。
⑺支撐圈數(shù)n2：為了使彈簧在工作時(shí)受力均勻，保證軸線垂直端面、制造時(shí)，常將彈簧兩端并緊。并緊的圈數(shù)僅起支撐作用，稱(chēng)為支撐圈。一般有1.5d、2d、2.5d，常用的是2d。
⑻總?cè)?shù)n1: 有效圈數(shù)與支撐圈的和。即n1=n+n2.
⑼自由高H0：彈簧在未受外力作用下的高度。由下式計(jì)算：H0=nt+(n2-0.5）d=nt+1.5d (n2=2時(shí)）
⑽彈簧展開(kāi)長(zhǎng)度L：繞制彈簧時(shí)所需鋼絲的長(zhǎng)度。L≈n1 （ЛD2）2+n2 （壓簧） L=ЛD2 n+鉤部展開(kāi)長(zhǎng)度（拉簧）
⑾螺旋方向：有左右旋之分，常用右旋，圖紙沒(méi)注明的一般用右旋。
⑿ 彈簧旋繞比：中徑D與鋼絲直徑d之比。
符號(hào)單位
A——彈簧材料截面面積（mm²）；當(dāng)量彎曲剛度（N/mm）；系數(shù)
a——距形截面材料垂直于彈簧軸線的邊長(zhǎng)（mm）；系數(shù)
B——平板的彎曲剛度（N/mm）；系數(shù)
b——高徑比；距形截面材料平行于彈簧軸線的邊長(zhǎng)（mm）；系數(shù)
C——螺旋彈簧旋繞比；碟簧直徑比；系數(shù)
D——彈簧中徑（mm）
D1——彈簧內(nèi)徑（mm）
D2——彈簧外徑（mm）
d——彈簧材料直徑（mm）
E——彈簧模量（MPa）
F——彈簧的載荷（N）
F’——彈簧的剛度
Fj——彈簧的工作極限載荷（N）
Fo——圓柱拉伸彈簧的初拉力（N）
Fr——彈簧的徑向載荷（N）
F’r——彈簧的徑向剛度（N/mm）
Fs——彈簧的試驗(yàn)載荷（N）
f——彈簧的變形量（mm）
fj——工作極限載荷Fj下的變形量（mm）
fr——彈簧的靜變形量（mm)
fs——試驗(yàn)載荷Fs下彈簧的變形量（mm）；線性靜變形量（mm）
fo——拉伸彈簧對(duì)應(yīng)于處拉力Fo的假設(shè)變形量（mm）；膜片的中心變形量（mm）
G——材料的切變模量（MPa）
g——重力加速度，g=9800mm/s²
H——彈簧的工作高（長(zhǎng)）度（mm）
Ho——彈簧的自由高（長(zhǎng)）度（mm)
Hs——彈簧試驗(yàn)載荷下的高（長(zhǎng)）度（mm）
h——碟形彈簧的內(nèi)載錐高度（mm）
I——慣性矩（mm4）
Ip——極慣性矩（mm4）
K——曲度系數(shù)；系數(shù)
Kt——溫度修正系數(shù)
σ——彈簧工作時(shí)的正應(yīng)力（Mpa）
σb——材料抗拉強(qiáng)度（Mpa）
σj——材料的工作極限應(yīng)力（Mpa）
σs——材料的抗拉屈服點(diǎn)（Mpa）
τ——彈簧工作時(shí)的切應(yīng)力（Mpa）
k——系數(shù)
L——彈簧材料的展開(kāi)長(zhǎng)度（mm）
l——彈簧材料有效工作圈展開(kāi)長(zhǎng)度（mm）；板彈簧的自由弦長(zhǎng)（mm）
M——彎曲力矩（N·mm）
m——作用于彈簧上物體的質(zhì)量（kg）
ms——彈簧的質(zhì)量（kg）
N——變載荷循環(huán)次數(shù)
n——彈簧的工作圈數(shù)
nz——彈簧的支承圈數(shù)
n1——彈簧的總?cè)?shù)
pˊ——彈簧單圈的剛度（N/mm）
R——彈簧圈的中半徑（mm）
R1——彈簧圈的內(nèi)半徑（mm）
R2——彈簧圈的外半徑（mm）
r——阻尼系數(shù)
S——安全系數(shù)
T——扭矩；轉(zhuǎn)矩（N·mm）
Tˊ——扭轉(zhuǎn)剛度（N·mm /（º；））
t——彈簧的節(jié)矩
tc——鋼索節(jié)距（mm）
U——變形能（N·mm）；（N·mm·rad）
V——彈簧的體積（mm³；）
v——沖擊體的速度（mm/s）
Zm——抗彎截面系數(shù)（mm³；）
Zt——抗扭截面系數(shù)（mm³；）
α——螺旋角（º；）；系數(shù)
β——鋼索擰角（º；）；圓錐半角（º；）；系數(shù)
δ——彈簧圈的軸向間隙（mm）
δr——組合彈簧圈的徑向間隙（mm）
ζ——系數(shù)
η——系數(shù)
θ——扭桿單位長(zhǎng)度的扭轉(zhuǎn)角（rad）
κ——系數(shù)
μ——泊松比；長(zhǎng)度系數(shù)
ν——彈簧的自振頻率（Hz）
Vr——彈簧所受變載荷的激勵(lì)頻率（Hz）
τb——材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa）
τj——彈簧的工作極限切應(yīng)力（Mpa）
τo——材料的脈動(dòng)扭轉(zhuǎn)疲勞極限（Mpa）
τs——材料的抗扭屈服點(diǎn)（Mpa）
τ-1——材料的對(duì)稱(chēng)循環(huán)扭轉(zhuǎn)疲勞極限（Mpa）
φ——扭轉(zhuǎn)變形角（º；）；（rad）
材料應(yīng)用
大多數(shù)材料都有不同程度的彈性，如果將其彎曲，便會(huì)以很大的力量恢復(fù)其原形。在人類(lèi)歷史上，一定很早就注意到樹(shù)苗和幼樹(shù)的樹(shù)枝有很大的撓性，因?yàn)樵S多原始文化利用這一特性，在特制的門(mén)后或籠子后楔上一根棍，或者用活結(jié)套在一根桿上向下拉；一旦松開(kāi)張力，這根棍或桿就會(huì)往回彈。他們就用這種辦法來(lái)捕捉飛禽走獸。實(shí)際上，弓就是按這種方式利用幼樹(shù)彈性的彈簧；先向后拉弓，然后撒手，讓其回彈。中世紀(jì)時(shí)，這種想法開(kāi)始出現(xiàn)在機(jī)械上，如紡織機(jī)、車(chē)床、鉆機(jī)、磨面機(jī)和鋸。操作者用手或腳踏板給出下壓沖程，將工作機(jī)械往下拉，這時(shí)用繩索固定在機(jī)械上的一根桿彈回，產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
彈性材料的抗扭性不亞于它的抗撓性。希臘帝國(guó)時(shí)期 （大概是公元前4世紀(jì)）發(fā)明了用搓成的腱繩或毛繩拉緊的扭簧，用以代替簡(jiǎn)單的彈簧來(lái)加強(qiáng)石弩和拋石機(jī)的威力。這時(shí)人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到，金屬比木頭、角質(zhì)或任何這類(lèi)有機(jī)物質(zhì)的彈性更大。菲洛 （其寫(xiě)作年代約為公元前200年）把它作為一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)來(lái)進(jìn)行介紹。他估計(jì)讀者是難以置信的。凱爾特人和西班牙人的劍的彈性，引起了他的亞歷山大城的前輩的注意。為了弄清楚劍為什么有彈性，他們進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn)。結(jié)果他的師傅克特西比發(fā)明了拋石機(jī)，拋石機(jī)的彈簧是用彎曲的青銅板作成的——實(shí)際上是最早的片簧；菲洛本人又進(jìn)一步改進(jìn)了這些拋石機(jī)。富有創(chuàng)造性的克特西比在發(fā)明這種拋石機(jī)后，又想出了另一種拋石機(jī)—一它利用汽缸內(nèi)空氣在受壓的情況下產(chǎn)生的彈性工作。
在很久以后人們才想到：如果壓縮一根螺旋桿，而不是彎曲一根直桿，那么金屬?gòu)椈蓛?chǔ)存的能量就會(huì)更大。據(jù)伯魯涅列斯基的小傳記載，他制作過(guò)一口鬧鐘，其中使用了若干代彈簧。有人指出，在附有一些奇特的螺旋彈簧鐘表圖的15世紀(jì)末葉的一本機(jī)械手冊(cè)中有這架鬧鐘的圖樣。這類(lèi)彈簧也用于現(xiàn)代的捕鼠器。帶圈簧 （水平壓縮而不是垂直壓縮的彈簧）的鐘表，在1460年左右肯定已開(kāi)始使用了，但基本上是皇室的奢侈品，大約又過(guò)了1個(gè)世紀(jì)，帶彈簧的鐘表才成為中產(chǎn)階級(jí)人士的標(biāo)志。
彈力公式
F=kx，F(xiàn)為彈力，k為勁度系數(shù)，x為彈簧拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度
比如要測(cè)試一款5N的彈簧：
用5N力拉勁度系數(shù)為100N/m的彈簧，則彈簧被拉長(zhǎng)5cm
F=kx,k是勁度系數(shù)（單位為牛頓每米），x是彈簧伸長(zhǎng)量（單位為米），這定律叫胡克定律
比如：
一彈簧受大小為10N的拉力時(shí)，總長(zhǎng)為7cm，受大小為20N的拉力時(shí)，總長(zhǎng)為9cm，求原長(zhǎng)和伸長(zhǎng)3cm時(shí)受力大小
彈簧參數(shù)
⑴彈簧絲直徑d：制造彈簧的鋼絲直徑。
⑵彈簧外徑D2：彈簧的最大外徑。
⑶彈簧內(nèi)徑D1：彈簧的最小外徑。
⑷彈簧中徑D：彈簧的平均直徑。它們的計(jì)算公式為：D=（D2+D1）÷2=D1+d=D2－d
⑸節(jié)距t：除支撐圈外，彈簧相鄰兩圈對(duì)應(yīng)點(diǎn)在中徑上的軸向距離成為節(jié)距，用t表示。
⑹有效圈數(shù)n：彈簧能保持相同節(jié)距的圈數(shù)。
⑺支撐圈數(shù)n2：為了使彈簧在工作時(shí)受力均勻，保證軸線垂直端面、制造時(shí)，常將彈簧兩端并緊。并緊的圈數(shù)僅起支撐作用，稱(chēng)為支撐圈。一般有1.5d、2d、2.5d，常用的是2d。
⑻總?cè)?shù)n1: 有效圈數(shù)與支撐圈的和。即n1=n+n2.
⑼自由高H0：彈簧在未受外力作用下的高度。由下式計(jì)算：H0=nt+(n2-0.5）d=nt+1.5d (n2=2時(shí)）
⑽彈簧展開(kāi)長(zhǎng)度L：繞制彈簧時(shí)所需鋼絲的長(zhǎng)度。L≈n1 （ЛD2）2+n2 （壓簧） L=ЛD2 n+鉤部展開(kāi)長(zhǎng)度（拉簧）
⑾螺旋方向：有左右旋之分，常用右旋，圖紙沒(méi)注明的一般用右旋。
⑿ 彈簧旋繞比：中徑D與鋼絲直徑d之比。
符號(hào)單位
A——彈簧材料截面面積（mm²）；當(dāng)量彎曲剛度（N/mm）；系數(shù)
a——距形截面材料垂直于彈簧軸線的邊長(zhǎng)（mm）；系數(shù)
B——平板的彎曲剛度（N/mm）；系數(shù)
b——高徑比；距形截面材料平行于彈簧軸線的邊長(zhǎng)（mm）；系數(shù)
C——螺旋彈簧旋繞比；碟簧直徑比；系數(shù)
D——彈簧中徑（mm）
D1——彈簧內(nèi)徑（mm）
D2——彈簧外徑（mm）
d——彈簧材料直徑（mm）
E——彈簧模量（MPa）
F——彈簧的載荷（N）
F’——彈簧的剛度
Fj——彈簧的工作極限載荷（N）
Fo——圓柱拉伸彈簧的初拉力（N）
Fr——彈簧的徑向載荷（N）
F’r——彈簧的徑向剛度（N/mm）
Fs——彈簧的試驗(yàn)載荷（N）
f——彈簧的變形量（mm）
fj——工作極限載荷Fj下的變形量（mm）
fr——彈簧的靜變形量（mm)
fs——試驗(yàn)載荷Fs下彈簧的變形量（mm）；線性靜變形量（mm）
fo——拉伸彈簧對(duì)應(yīng)于處拉力Fo的假設(shè)變形量（mm）；膜片的中心變形量（mm）
G——材料的切變模量（MPa）
g——重力加速度，g=9800mm/s²
H——彈簧的工作高（長(zhǎng)）度（mm）
Ho——彈簧的自由高（長(zhǎng)）度（mm)
Hs——彈簧試驗(yàn)載荷下的高（長(zhǎng)）度（mm）
h——碟形彈簧的內(nèi)載錐高度（mm）
I——慣性矩（mm4）
Ip——極慣性矩（mm4）
K——曲度系數(shù)；系數(shù)
Kt——溫度修正系數(shù)
σ——彈簧工作時(shí)的正應(yīng)力（Mpa）
σb——材料抗拉強(qiáng)度（Mpa）
σj——材料的工作極限應(yīng)力（Mpa）
σs——材料的抗拉屈服點(diǎn)（Mpa）
τ——彈簧工作時(shí)的切應(yīng)力（Mpa）
k——系數(shù)
L——彈簧材料的展開(kāi)長(zhǎng)度（mm）
l——彈簧材料有效工作圈展開(kāi)長(zhǎng)度（mm）；板彈簧的自由弦長(zhǎng)（mm）
M——彎曲力矩（N·mm）
m——作用于彈簧上物體的質(zhì)量（kg）
ms——彈簧的質(zhì)量（kg）
N——變載荷循環(huán)次數(shù)
n——彈簧的工作圈數(shù)
nz——彈簧的支承圈數(shù)
n1——彈簧的總?cè)?shù)
pˊ——彈簧單圈的剛度（N/mm）
R——彈簧圈的中半徑（mm）
R1——彈簧圈的內(nèi)半徑（mm）
R2——彈簧圈的外半徑（mm）
r——阻尼系數(shù)
S——安全系數(shù)
T——扭矩；轉(zhuǎn)矩（N·mm）
Tˊ——扭轉(zhuǎn)剛度（N·mm /（º；））
t——彈簧的節(jié)矩
tc——鋼索節(jié)距（mm）
U——變形能（N·mm）；（N·mm·rad）
V——彈簧的體積（mm³；）
v——沖擊體的速度（mm/s）
Zm——抗彎截面系數(shù)（mm³；）
Zt——抗扭截面系數(shù)（mm³；）
α——螺旋角（º；）；系數(shù)
β——鋼索擰角（º；）；圓錐半角（º；）；系數(shù)
δ——彈簧圈的軸向間隙（mm）
δr——組合彈簧圈的徑向間隙（mm）
ζ——系數(shù)
η——系數(shù)
θ——扭桿單位長(zhǎng)度的扭轉(zhuǎn)角（rad）
κ——系數(shù)
μ——泊松比；長(zhǎng)度系數(shù)
ν——彈簧的自振頻率（Hz）
Vr——彈簧所受變載荷的激勵(lì)頻率（Hz）
τb——材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa）
τj——彈簧的工作極限切應(yīng)力（Mpa）
τo——材料的脈動(dòng)扭轉(zhuǎn)疲勞極限（Mpa）
τs——材料的抗扭屈服點(diǎn)（Mpa）
τ-1——材料的對(duì)稱(chēng)循環(huán)扭轉(zhuǎn)疲勞極限（Mpa）
φ——扭轉(zhuǎn)變形角（º；）；（rad）
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