大学弹簧专业主要研究弹簧的设计、制造和应用。弹簧是一种在载荷作用下能够产生较大弹性变形的零件,广泛应用于各类机械中,包括控制机构的运动、储存及输出能量、测量力的大小以及减振和缓冲等。
弹簧的应用
控制机构运动:
如制动器、离合器中的控制弹簧,内燃机气缸的阀门弹簧等。
储存及输出能量:
如钟表弹簧、枪闩弹簧等。
测量力的大小:
如测力器和弹簧秤中的弹簧等。
减振和缓冲:
如汽车、火车车厢下的减振弹簧,以及多种缓冲器用的弹簧等。
弹簧的制造
弹簧的制造过程包括卷绕、端面加工或拉钩制作(拉簧或扭簧)、热处理和工艺性试验。制造弹簧的材料需要具有高的弹性极限、疲劳极限、一定的冲击韧塑性和良好的热处理性能。常用材料包括优质碳素弹簧钢、合金钢等。
弹簧设计参数
弹簧设计时需要考虑的主要参数包括:
弹簧丝直径d:
制造弹簧的钢丝直径。
弹簧外径o:
弹簧的最大外径。
弹簧内径i:
弹簧的最小外径。
弹簧中径D:
弹簧的平均直径。
弹簧节距p:
除支撑圈外,弹簧相邻两圈对应点在中径上的轴向距离。
有效圈数n:
弹簧能保持相同节距的圈数。
支撑圈数ns:
为了使弹簧在工作时受力均匀,保证轴线垂直端面,制造时,弹簧两端并紧的圈数。
总圈数:
有效圈数与支撑圈的和。
螺旋方向:
有左右旋之分,常用右旋。
经典书籍与文献
《机械设计手册》弹簧篇:
这是经典中的经典,值得反复把玩。
《悬架螺旋弹簧的优化设计研究及应用》:
同济大学丁志友的硕士毕业论文,强烈推荐给主责弹簧/减振器开发的同学。
《The Shock Absorber Handbook》:
John C博士著,国内有中文译本《减振器手册》。
《Semi-Active Suspension Control Design for Vehicle》:
Savaresi博士著,清华大学汽车工程系危银涛教授译。
这些书籍和文献为学习弹簧专业提供了全面的知识和理论基础,有助于深入理解弹簧的设计、制造和应用。