彈簧手冊(cè) 第3版 作u3000者： 張英會(huì) 劉輝航 王德成 編 出版時(shí)間： 2017 內(nèi)容簡(jiǎn)介 u3000u3000本手冊(cè)是在2008年版的基礎(chǔ)上進(jìn)行全面修訂。本手冊(cè)在總結(jié)了近年來國(guó)內(nèi)外有關(guān)先進(jìn)理論和生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)彈簧的設(shè)計(jì)方法、材料、加工工藝和檢測(cè)等各方面進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，以求提高彈簧的設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法和制造水平。本手冊(cè)在設(shè)計(jì)方面以闡述圓柱螺旋彈簧為主，對(duì)于國(guó)內(nèi)外書刊反映較少的不等節(jié)距螺旋彈簧、截錐渦卷螺旋彈簧、非圓彈簧圈螺旋彈簧、多股螺旋彈簧，以及儀器儀表用膜片膜盒和壓力管等彈性元件都進(jìn)行了較為深入的分析和介紹。尤其對(duì)應(yīng)用日益廣泛的橡膠彈簧和空氣彈簧也做了比較詳析的闡述。本手冊(cè)系統(tǒng)介紹了彈簧用材料的標(biāo)準(zhǔn)、性能及其工藝性，從而加強(qiáng)了選擇材料的意識(shí)。對(duì)彈簧的制造方法、熱處理工藝和檢驗(yàn)等實(shí)踐性強(qiáng)的內(nèi)容，在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加以理論分析，使其更具有指導(dǎo)性。本次修訂的重點(diǎn)為材料和工藝，使本手冊(cè)由第2版的26章增加到38章。不僅對(duì)第2、5、6章進(jìn)行了重新改寫，還增加了第27～38章各類專用彈簧的設(shè)計(jì)、材料、工藝和應(yīng)用等內(nèi)容，進(jìn)一步提高了本手冊(cè)全面性和實(shí)用性。 第3版前言 第2版前言 第1版前言 彈簧常用符號(hào)和單位 第1章總論1 1彈簧的基本性能1 1.1彈簧的特性線和剛度1 1.2彈簧的變形能2 1.3彈簧的自振頻率4 1.4彈簧系統(tǒng)受迫振動(dòng)的振幅5 2彈簧的類型6 2.1圓柱螺旋彈簧6 2.2非圓柱螺旋彈簧8 2.3其他類型彈簧10 3彈簧技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀14 3.1彈簧設(shè)計(jì)的發(fā)展15 3.2彈簧材料的發(fā)展16 3.3彈簧加工技術(shù)的發(fā)展18 3.4彈簧的強(qiáng)化工藝技術(shù)19 3.5彈簧的表面保護(hù)工藝20 4我國(guó)彈簧的標(biāo)準(zhǔn)化20 5國(guó)外彈簧標(biāo)準(zhǔn)化21 第2章彈簧的材料25 1概述25 1.1彈簧材料的種類25 1.2彈簧材料的主要力學(xué)性能26 1.3彈簧材料的選用31 1.4彈簧材料的標(biāo)準(zhǔn)綜述41 2彈簧鋼42 2.1彈簧鋼應(yīng)具備的基本性能42 2.2彈簧鋼應(yīng)具備的特殊性能43 2.3彈簧鋼中合金元素的作用44 2.4彈簧鋼的種類、化學(xué)成分及其性能45 2.5超純凈彈簧鋼46 2.6熱軋彈簧鋼型材48 3彈簧鋼絲51 3.1冷拔強(qiáng)化碳素彈簧鋼絲51 3.2冷拔不銹彈簧鋼絲63 3.3淬回火彈簧鋼絲67 3.4其他交貨狀態(tài)彈簧鋼絲74 4異型彈簧鋼材料78 4.1異型鋼絲78 4.2冷軋鋼帶86 4.3熱處理彈簧鋼帶94 5彈簧用合金材料96 5.1銅系合金96 5.2鎳系彈性合金110 5.3其他彈性元件用合金115 6其他彈簧材料118 6.1其他金屬?gòu)椈刹牧?18 6.2其他非金屬?gòu)椈刹牧?20 第3章冷成形螺旋彈簧的制造技術(shù)132 1概述132 1.1彈簧制造業(yè)的類型132 1.2彈簧制造工藝卡的編制132 1.3冷成形彈簧的制造134 2冷成形彈簧的常用材料135 3冷成形彈簧的制造工藝135 4有心軸卷制彈簧136 4.1心軸直徑的計(jì)算136 4.2影響有心軸卷制彈簧尺寸精度的因素137 4.3圓柱螺旋壓縮彈簧的有心卷制139 4.4圓柱螺旋拉伸彈簧的有心卷制140 4.5圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的有心卷制140 4.6圓錐、中凸和中凹形等變徑螺旋彈簧的有心卷制141 5自動(dòng)卷簧機(jī)卷制彈簧(無(wú)心軸卷制彈簧)142 5.1自動(dòng)卷簧機(jī)工作原理142 5.2自動(dòng)卷簧機(jī)的缺點(diǎn)145 6自動(dòng)數(shù)控卷簧機(jī)146 7彈簧的去應(yīng)力退火147 8彈簧的端面磨削149 8.1彈簧端面磨床及磨簧工藝149 8.2彈簧端面磨削應(yīng)注意事項(xiàng)151 9彈簧的校正工藝151 10螺旋拉伸和扭轉(zhuǎn)彈簧的制造152 10.1半機(jī)械半手工制造152 10.2自動(dòng)數(shù)控彈簧成形機(jī)153 11彈簧加工的工藝裝置155 11.1彈簧工藝裝置的設(shè)計(jì)方法和步驟155 11.2彈簧工藝裝置的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和技術(shù)參數(shù)156 11.3彈簧典型工藝裝置示例157 第4章熱成形螺旋壓縮彈簧的制造技術(shù)167 1熱成形壓縮彈簧的端部結(jié)構(gòu)型式167 2坯料準(zhǔn)備168 2.1坯料長(zhǎng)度的估算168 2.2坯料切斷方法168 3端部制扁169 3.1扁端形狀和尺寸169 3.2制扁的加熱171 3.3制扁方法171 3.4制扁缺陷173 4卷制前加熱174 5彈簧坯料的加熱裝置176 6彈簧的卷制178 6.1彈簧的卷制方法和卷制設(shè)備178 6.2卷簧心軸和預(yù)制高度的確定181 7彈簧端面加工與磨削設(shè)備182 8彈簧卷制的缺陷及其預(yù)防183 第5章彈簧的熱處理和強(qiáng)化處理191 1金屬學(xué)及鋼的熱處理基本知識(shí)191 1.1金屬晶體結(jié)構(gòu)191 1.2合金與相192 1.3鐵碳合金相圖（鐵碳平衡圖）194 1.4合金鋼基本知識(shí)197 1.5鋼的熱處理原理198 2彈簧熱處理總論202 2.1彈簧的淬火和回火204 2.2彈簧的分級(jí)淬火和等溫淬火212 2.3彈簧的低溫去應(yīng)力退火213 3彈簧熱處理設(shè)備215 3.1金屬材料與零件的加熱和冷卻215 3.2淬火加熱設(shè)備216 3.3回火加熱設(shè)備221 3.4淬火冷卻設(shè)備222 3.5彈簧熱處理生產(chǎn)線226 3.6熱處理設(shè)備的性能評(píng)定和安全環(huán)保要求226 4各類彈簧的熱處理227 4.1螺旋彈簧227 4.2扭桿彈簧的熱處理229 4.3汽車橫向穩(wěn)定桿的熱處理230 4.4鋼板彈簧的熱處理233 4.5碟形彈簧的熱處理234 4.6膜片彈簧的熱處理237 4.7平面蝸卷彈簧的熱處理239 4.8有色金屬合金彈簧的熱處理241 4.9特種材料彈簧的熱處理245 5彈簧的特殊處理252 5.1彈簧的應(yīng)力松弛和抗應(yīng)力松弛處理252 5.2彈簧的噴丸強(qiáng)化處理256 5.3彈簧的化學(xué)熱處理強(qiáng)化261 第6章彈簧的表面處理266 1概述266 1.1彈簧的表面損傷失效模式266 1.2彈簧的腐蝕失效266 1.3彈簧的應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞模式267 1.4彈簧的表面處理268 2彈簧表面的預(yù)處理268 2.1彈簧表面的去油和去銹268 2.2彈簧表面的去銅處理272 2.3彈簧的表面預(yù)處理272 3彈簧的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理274 3.1氧化處理274 3.2磷化處理279 4彈簧表面的金屬防護(hù)284 4.1彈簧表面的金屬電鍍防護(hù)284 4.2金屬與合金涂層防護(hù)286 5彈簧表面的非金屬防護(hù)(涂裝)290 5.1彈簧表面的油漆涂裝290 5.2彈簧表面陰極電泳涂裝291 5.3彈簧表面靜電粉末噴涂293 6彈簧表面處理的質(zhì)量檢驗(yàn)295 第7章彈簧的檢測(cè)和試驗(yàn)297 1概述297 2彈簧材料的檢驗(yàn)298 2.1彈簧材料表面質(zhì)量的檢驗(yàn)298 2.2彈簧材料力學(xué)性能的檢驗(yàn)299 2.3彈簧材料金相組織的檢驗(yàn)300 2.4彈簧材料化學(xué)成分的檢驗(yàn)301 3彈簧的檢測(cè)301 3.1彈簧尺寸的檢測(cè)301 3.2圓柱螺旋彈簧特性的檢測(cè)309 3.3彈簧外觀檢測(cè)315 3.4彈簧磨削端面表面粗糙度檢測(cè)315 3.5彈簧熱處理和表面處理質(zhì)量的檢測(cè)316 3.6彈簧噴丸質(zhì)量的檢測(cè)319 3.7彈簧的無(wú)損檢測(cè)324 3.8彈簧清潔度檢測(cè)326 3.9彈簧殘余應(yīng)力檢測(cè)328 4彈簧試驗(yàn)329 4.1彈簧疲勞和松弛試驗(yàn)329 4.2圓柱螺旋彈簧立定及永久變形的試驗(yàn)330 4.3彈簧振動(dòng)試驗(yàn)331 4.4彈簧的沖擊試驗(yàn)331 第8章彈簧的疲勞強(qiáng)度333 1變應(yīng)力的類型和特性333 2彈簧的疲勞失效335 3疲勞曲線(S-N曲線)337 4影響彈簧疲勞強(qiáng)度的因素338 5彈簧的疲勞試驗(yàn)339 6疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理342 7極限應(yīng)力圖及其繪制方法349 8彈簧安全系數(shù)的計(jì)算354 9受穩(wěn)定變應(yīng)力螺旋壓縮彈簧的最佳設(shè)計(jì)原則355 10受不穩(wěn)定變應(yīng)力彈簧的計(jì)算準(zhǔn)則356 11斷裂力學(xué)在彈簧設(shè)計(jì)中的應(yīng)用簡(jiǎn)介359 第9章圓柱螺旋彈簧的基本理論363 1圓柱螺旋彈簧的幾何參數(shù)363 2圓柱螺旋彈簧的受力分析364 3圓柱螺旋彈簧的應(yīng)力分析367 4圓柱螺旋彈簧的變形分析370 5圓柱螺旋彈簧的穩(wěn)定性379 5.1圓柱螺旋壓縮彈簧的穩(wěn)定性379 5.2圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的穩(wěn)定性383 6圓柱螺旋彈簧的自振頻率385 7彈簧受沖擊載荷作用時(shí)的應(yīng)力和變形分析389 第10章圓柱螺旋壓縮彈簧392 1圓柱螺旋壓縮彈簧的特性392 2圓柱螺旋壓縮彈簧的結(jié)構(gòu)393 2.1圓柱螺旋壓縮彈簧的結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)計(jì)算393 2.2圓柱螺旋壓縮彈簧的典型圖樣396 3圓柱螺旋彈簧的負(fù)荷類型及許用應(yīng)力397 3.1靜負(fù)荷與動(dòng)負(fù)荷397 3.2許用應(yīng)力選取的原則397 3.3冷卷彈簧的試驗(yàn)應(yīng)力及許用應(yīng)力398 4熱卷彈簧的試驗(yàn)應(yīng)力及許用應(yīng)力399 5圓柱螺旋壓縮彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算399 5.1圓柱螺旋壓縮彈簧的基本計(jì)算公式399 5.2圓形截面材料的圓柱螺旋壓縮彈簧400 5.3矩形截面材料的圓柱螺旋壓縮彈簧401 5.4方形截面材料的圓柱螺旋壓縮彈簧403 5.5扁形截面材料的圓柱螺旋壓縮彈簧404 5.6圓柱螺旋壓縮彈簧的計(jì)算公式404 6圓柱螺旋壓縮彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算方法405 6.1應(yīng)用基本公式設(shè)計(jì)計(jì)算方法406 6.2彈簧直徑D（或D1、D2）為定值時(shí)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法408 6.3彈簧為最小質(zhì)量，或最小體積，或最小自由高度的設(shè)計(jì)計(jì)算方法409 6.4彈簧的圖解設(shè)計(jì)方法411 6.5矩形和圓形截面材料壓縮彈簧的比較選擇計(jì)算方法413 7大螺旋角圓柱螺旋壓縮彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算415 7.1圓形截面材料大螺旋角壓縮彈簧415 7.2矩形截面材料大螺旋角壓縮彈簧416 8圓柱螺旋壓縮彈簧受振動(dòng)載荷時(shí)的設(shè)計(jì)計(jì)算417 9強(qiáng)壓處理的圓柱螺旋彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算419 10受軸向和徑向載荷作用的圓柱螺旋壓縮彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算420 10.1螺旋彈簧的徑向剛度420 10.2螺旋彈簧的徑向穩(wěn)定性421 10.3螺旋彈簧的切應(yīng)力421 11圓柱組合螺旋壓縮彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算422 11.1等變形并列式組合壓縮彈簧422 11.2不等變形并列式組合壓縮彈簧424 11.3直列式組合壓縮彈簧426 12圓柱螺旋彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算427 13圓柱螺旋彈簧的可靠性設(shè)計(jì)計(jì)算431 13.1彈簧的概率設(shè)計(jì)432 13.2可靠性設(shè)計(jì)中的均值和標(biāo)準(zhǔn)離差433 14圓柱螺旋壓縮彈簧的調(diào)整結(jié)構(gòu)436 第11章圓柱螺旋拉伸彈簧462 1圓柱螺旋拉伸彈簧的特性462 2圓柱螺旋拉伸彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)463 3圓柱螺旋拉伸彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算466 4圓柱螺旋拉伸彈簧的拉力調(diào)整結(jié)構(gòu)468 第12章圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧486 1圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的特性486 1.1扭轉(zhuǎn)彈簧的基本幾何參數(shù)和特性486 1.2扭轉(zhuǎn)彈簧的試驗(yàn)扭矩和試驗(yàn)扭矩下的變形角486 2圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)486 2.1扭轉(zhuǎn)彈簧的結(jié)構(gòu)型式486 2.2扭轉(zhuǎn)彈簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算488 3圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的許用彎曲應(yīng)力489 4圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算公式490 4.1圓形截面材料扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算491 4.2矩形截面材料扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算491 4.3橢圓形截面材料扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算492 4.4扭轉(zhuǎn)彈簧的疲勞強(qiáng)度校核492 4.5扭轉(zhuǎn)彈簧的簡(jiǎn)易計(jì)算法496 4.6組合扭轉(zhuǎn)彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算496 5圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的安裝示例497 第13章非圓形彈簧圈螺旋彈簧502 1矩形和方形彈簧圈螺旋壓縮彈簧502 1.1矩形彈簧圈彈簧的幾何尺寸關(guān)系502 1.2矩形彈簧圈彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算502 2橢圓形彈簧圈螺旋壓縮彈簧506 2.1橢圓形彈簧圈彈簧的幾何尺寸關(guān)系506 2.2橢圓形彈簧圈彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算507 3卵形彈簧圈螺旋壓縮彈簧507 3.1卵形彈簧圈彈簧的幾何尺寸關(guān)系507 3.2卵形彈簧圈彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算508 第14章非線性特性線螺旋彈簧511 1不等節(jié)距圓柱螺旋壓縮彈簧511 2截錐螺旋壓縮彈簧514 2.1截錐螺旋壓縮彈簧的幾何尺寸514 2.2截錐螺旋壓縮彈簧的變形和強(qiáng)度計(jì)算516 2.3截錐螺旋壓縮彈簧變形和強(qiáng)度計(jì)算公式519 3中凹和中凸形螺旋彈簧523 3.1等螺旋角中凹形螺旋彈簧開始有彈簧圈接觸后的變形與強(qiáng)度計(jì)算524 3.2等節(jié)距中凹形螺旋彈簧開始有彈簧圈接觸后的變形與強(qiáng)度計(jì)算524 3.3等應(yīng)力中凹形螺旋彈簧開始有彈簧圈接觸后的變形與強(qiáng)度計(jì)算525 4截錐渦卷螺旋彈簧525 4.1等螺旋角截錐渦卷螺旋彈簧開始有彈簧圈接觸后的變形與強(qiáng)度計(jì)算526 4.2等節(jié)距截錐渦卷螺旋彈簧開始有彈簧圈接觸后的變形與強(qiáng)度計(jì)算527 4.3等應(yīng)力截錐渦卷螺旋彈簧開始有彈簧圈接觸后的變形與強(qiáng)度計(jì)算527 4.4截錐渦卷螺旋彈簧變形和強(qiáng)度計(jì)算公式528 第15章扭桿彈簧535 1扭桿彈簧的結(jié)構(gòu)、類型和用途535 2扭桿彈簧的載荷計(jì)算536 3扭桿彈簧的變形和應(yīng)力計(jì)算537 3.1圓形截面扭桿彈簧的變形和應(yīng)力計(jì)算537 3.2矩形和方形截面扭桿彈簧的變形和應(yīng)力計(jì)算538 4扭桿彈簧的端部結(jié)構(gòu)