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第五章:彈簧 目錄 • • • • • • • 彈簧介紹 彈簧的種類 彈簧材料 公式 彈簧各部位名稱 心得報告 資料來源 彈簧介紹 • 利用彈性來工作的機械零件。 • 一般用彈簧鋼(spring steel)製成。 • 利用它的彈性可以控制機件的運動、緩 和衝擊或震動、儲蓄能量、測量力大 小、產生作用力等。 • 應具備之特性：抗拉強度高、抗拉強度 與韌性成反比、表面形成最大應力、要 求高精度之荷重特性、耐蝕性必須良 好。 彈簧的種類 • 負荷種類 壓縮彈簧---壓力 拉伸彈簧---張力 扭轉彈簧---扭力 • 軸向力負載彈簧（壓縮/拉伸） - 螺旋彈簧 - 盤形彈簧和墊片彈簧 - 環形彈簧 • 橫向力負載（彎曲） - 片彈簧 • 扭矩負載彈簧 - 扭力桿彈簧 - 盤形彈簧 - 螺旋(線圈)彈簧 線狀彈簧---以彈簧線製成 板片彈簧---以板片型式製成 形狀種類 桿狀彈簧---以圓桿型式製成 空氣或油壓彈簧---以氣壓及油 壓的原理製成 線狀彈簧 螺旋壓縮 錐形彈簧 拉伸彈簧 螺旋扭轉 彈簧 彈簧 用途 吸收震 動 負荷方式 壓力 吸收震 動 勾住結 構部位 承受軸向 拉力 壓力 張力 扭力 受扭力作 用時，彈 簧軸心會 產生扭矩 而變形 優或缺 點 兩端均磨 平約彈簧 3/4圈， 可增加受 力面積 因兩端直 徑不同， 當其被壓 縮時，可 節省空間 受張力作 用時，可 向外伸長 許多 應用 避震器 沙發、 彈簧床 運動器材 活塞環、 彈簧 門把彈簧 板片 單片彈 圓盤 彈簧 簧 形彈 簧 用途 負荷 方式 優缺 點 應用 卡榫防止 脫落、開 關切換 壓力 防止連 接件鬆 脫 扭力 扣環 定力彈 簧 蝸旋扭 轉彈簧 疊板彈 簧 防止軸向 在小空間， 主要用於儲 利用彈簧 可輸出較 存能量 吸收震動 滑動 大的功 扭力 扭力 施力於 一側時， 另一側 會因反 力而變 形 負荷高、C型扣環 剛性強、 吸收能 空間小、與C型扣 抗疲勞 量，再 提高機 環夾，可 性佳 由其他 械的性 快速裝上 機件釋 能 或拆卸 電池插 墊圈 壓力 可吸收 震動 放能樣 風扇 吹風機 發條、鑽床 火車、卡 把手 車避震器 用途 桿狀彈簧 空氣或油壓彈 簧 主要用來承受扭矩 利用彈性，緩和震 動 負荷方式 扭力 壓力 優缺點 適合較高扭力負載 緩和震動 應用 汽車懸架 汽機車避震器 彈簧材料 大型彈簧：熱作成形。(線徑大於10mm) • 碳鋼、合金鋼 小型彈簧：退火後冷作，直徑小於 1/4吋。 蒙納合金為銅鎳之合金，冷作製成， 用於食品工業，耐溫200°C。 • 非鐵及非鐵合金 英高鎳合金370°C內不會鬆弛， 用在 鍋爐，渦輪機及噴射引擎內的彈簧。 • 非金屬材料 橡皮彈簧：為吸收震動及衝擊運動用。 公式 彈簧指數C= Dm/d • 彈簧常數F=kx (k=彈簧常數、x=變形量) 總彈簧常數k=k1xk2/k1+k2 串聯 總彈簧常數1/k=1/k1+1/k2+1/k3+‧‧‧(三支彈簧以上) 總彈簧常數k=k1+k2 並聯 總彈簧常數k=k1+k2+k3+‧‧‧(三支彈簧以上) 串聯與並聯負荷比=k1xk2：(k1+k2)(k1+k2) 彈簧各部位名稱 • • • • • • • L0 ：自由彈簧長度 L：實長 s ：彈簧變形 p ：線圈間距 d ：線徑 Dm：外徑 D ：中心直徑 心得報告 • 經過其他組員用心找資料與統整資料後, 我看了報告之後,覺得內容滿不錯的. • 我也想到了我個人有些東西關於彈簧的, 我也有帶一些來跟同學分享. • 感謝各位組員用心的準備這份報告. 資料來源 • 彈簧材料的選擇http://www.chinadainan.com/zhtw/htmlmodel/jswzxx/289993.html • SPRINGS http://www.mitcalc.com/doc/springs/help/zh/springstxt.hm • 機件原理I(柯雲龍.潘建安 編著---台科大圖書股份有限公司 出版)