店铺： 北京大学图书专营店
出版社： 机械工业出版社
ISBN：9787111556251
商品编码：28686009503
包装：精装
出版时间：2017-05-01
具体描述
| 图书基本信息 | |||
| 图书名称 | 弹簧手册 第3版 | 作者 | 张英会 刘辉航 王德成 |
| 定价 | 288.00元 | 出版社 | 机械工业出版社 |
| ISBN | 9787111556251 | 出版日期 | 2017-05-01 |
| 字数 | 页码 | ||
| 版次 | 3 | 装帧 | 精装 |
| 开本 | 16开 | 商品重量 | 0.4Kg |
| 内容简介 | |
| 本手册是在2008年版的基础上进行全面修订。本手册在总结了近年来外有关先进理论和生产技术的基础上，对弹簧的设计方法、材料、加工工艺和检测等各方面进行了系统的阐述，以求提高弹簧的设计理论、设计方法和制造水平。本手册在设计方面以阐述圆柱螺旋弹簧为主，对于外书刊反映较少的不等节距螺旋弹簧、截锥涡卷螺旋弹簧、非圆弹簧圈螺旋弹簧、多股螺旋弹簧，以及仪器仪表用膜片膜盒和压力管等弹性元件都进行了较为深入的分析和介绍。尤其对应用日益广泛的橡胶弹簧和空气弹簧也做了比较详析的阐述。本手册系统介绍了弹簧用材料的标准、性能及其工艺性，从而加强了选择材料的意识。对弹簧的制造方法、热处理工艺和检验等实践性强的内容，在总结经验的基础上，加以理论分析，使其更具有指导性。本次修订的重点为材料和工艺，使本手册由第2版的26章增加到38章。不仅对第2、5、6章进行了重新改写，还增加了第27～38章各类专用弹簧的设计、材料、工艺和应用等内容，进一步提高了本手册全面性和实用性。 |
| 作者简介 | |
| 主编，张英会 北京科技大学教授，中国机械工程学会弹性装置专业委员会名誉主任。1953年毕业于西北工学院(西北工业大学).同年任教于北京科技大学(北京钢铁学院).主要从事本科生和研究生的授课、培养以及机械工程和理论研究工作. 培养有本科生、硕士生和博士生,目前均在外从事机械工程的教学和相关的研究工作。主要从事机械原理、机械设计、机械优化设计、机械可靠性设计、机械CAD、设计方法学及弹性原件和系统等。著作有《机械设计》人民教育出版社,北京,1979.9;等17部。主要论文《弹簧的疲劳、弹簧的优化设计》，机械强度，北京，1982，NO.2~4等12篇。 曾获国家省部级科技二等奖4项，国家省部级科技资助项目10余项 。 |
| 目录 | |
| 第3版前言 第2版前言 版前言 弹簧常用符号和单位 章总论1 1弹簧的基本性能1 1.1弹簧的特性线和刚度1 1.2弹簧的变形能2 1.3弹簧的自振频率4 1.4弹簧系统受迫振动的振幅5 2弹簧的类型6 2.1圆柱螺旋弹簧6 2.2非圆柱螺旋弹簧8 2.3其他类型弹簧10 3弹簧技术发展现状14 3.1弹簧设计的发展15 3.2弹簧材料的发展16 3.3弹簧加工技术的发展18 3.4弹簧的强化工艺技术19 3.5弹簧的表面保护工艺20 4我国弹簧的标准化20 5国外弹簧标准化21 第2章弹簧的材料25 1概述25 1.1弹簧材料的种类25 1.2弹簧材料的主要力学性能26 1.3弹簧材料的选用31 1.4弹簧材料的标准综述41 2弹簧钢42 2.1弹簧钢应具备的基本性能42 2.2弹簧钢应具备的特殊性能43 2.3弹簧钢中合金元素的作用44 2.4弹簧钢的种类、化学成分及其性能45 2.5超纯净弹簧钢46 2.6热轧弹簧钢型材48 3弹簧钢丝51 3.1冷拔强化碳素弹簧钢丝51 3.2冷拔不锈弹簧钢丝63 3.3淬回火弹簧钢丝67 3.4其他交货状态弹簧钢丝74 4异型弹簧钢材料78 4.1异型钢丝78 4.2冷轧钢带86 4.3热处理弹簧钢带94 5弹簧用合金材料96 5.1铜系合金96 5.2镍系弹性合金110 5.3其他弹性元件用合金115 6其他弹簧材料118 6.1其他金属弹簧材料118 6.2其他非金属弹簧材料120 第3章冷成形螺旋弹簧的制造技术132 1概述132 1.1弹簧制造业的类型132 1.2弹簧制造工艺卡的编制132 1.3冷成形弹簧的制造134 2冷成形弹簧的常用材料135 3冷成形弹簧的制造工艺135 4有心轴卷制弹簧136 4.1心轴直径的计算136 4.2影响有心轴卷制弹簧尺寸精度的因素137 4.3圆柱螺旋压缩弹簧的有心卷制139 4.4圆柱螺旋拉伸弹簧的有心卷制140 4.5圆柱螺旋扭转弹簧的有心卷制140 4.6圆锥、中凸和中凹形等变径螺旋弹簧的有心卷制141 5自动卷簧机卷制弹簧(无心轴卷制弹簧)142 5.1自动卷簧机工作原理142 5.2自动卷簧机的缺点145 6自动数控卷簧机146 7弹簧的去应力退火147 8弹簧的端面磨削149 8.1弹簧端面磨床及磨簧工艺149 8.2弹簧端面磨削应注意事项151 9弹簧的校正工艺151 10螺旋拉伸和扭转弹簧的制造152 10.1半机械半手工制造152 10.2自动数控弹簧成形机153 11弹簧加工的工艺装置155 11.1弹簧工艺装置的设计方法和步骤155 11.2弹簧工艺装置的设计注意事项和技术参数156 11.3弹簧典型工艺装置示例157 第4章热成形螺旋压缩弹簧的制造技术167 1热成形压缩弹簧的端部结构型式167 2坯料准备168 2.1坯料长度的估算168 2.2坯料切断方法168 3端部制扁169 3.1扁端形状和尺寸169 3.2制扁的加热171 3.3制扁方法171 3.4制扁缺陷173 4卷制前加热174 5弹簧坯料的加热装置176 6弹簧的卷制178 6.1弹簧的卷制方法和卷制设备178 6.2卷簧心轴和预制高度的确定181 7弹簧端面加工与磨削设备182 8弹簧卷制的缺陷及其预防183 第5章弹簧的热处理和强化处理191 1金属学及钢的热处理基本知识191 1.1金属晶体结构191 1.2合金与相192 1.3铁碳合金相图（铁碳平衡图）194 1.4合金钢基本知识197 1.5钢的热处理原理198 2弹簧热处理总论202 2.1弹簧的淬火和回火204 2.2弹簧的分级淬火和等温淬火212 2.3弹簧的低温去应力退火213 3弹簧热处理设备215 3.1金属材料与零件的加热和冷却215 3.2淬火加热设备216 3.3回火加热设备221 3.4淬火冷却设备222 3.5弹簧热处理生产线226 3.6热处理设备的性能评定和安全环保要求226 4各类弹簧的热处理227 4.1螺旋弹簧227 4.2扭杆弹簧的热处理229 4.3汽车横向稳定杆的热处理230 4.4钢板弹簧的热处理233 4.5碟形弹簧的热处理234 4.6膜片弹簧的热处理237 4.7平面蜗卷弹簧的热处理239 4.8有色金属合金弹簧的热处理241 4.9特种材料弹簧的热处理245 5弹簧的特殊处理252 5.1弹簧的应力松弛和抗应力松弛处理252 5.2弹簧的喷丸强化处理256 5.3弹簧的化学热处理强化261 第6章弹簧的表面处理266 1概述266 1.1弹簧的表面损伤失效模式266 1.2弹簧的腐蚀失效266 1.3弹簧的应力腐蚀和腐蚀疲劳模式267 1.4弹簧的表面处理268 2弹簧表面的预处理268 2.1弹簧表面的去油和去锈268 2.2弹簧表面的去铜处理272 2.3弹簧的表面预处理272 3弹簧的化学转化膜处理274 3.1氧化处理274 3.2磷化处理279 4弹簧表面的金属防护284 4.1弹簧表面的金属电镀防护284 4.2金属与合金涂层防护286 5弹簧表面的非金属防护(涂装)290 5.1弹簧表面的油漆涂装290 5.2弹簧表面阴极电泳涂装291 5.3弹簧表面静电粉末喷涂293 6弹簧表面处理的质量检验295 第7章弹簧的检测和试验297 1概述297 2弹簧材料的检验298 2.1弹簧材料表面质量的检验298 2.2弹簧材料力学性能的检验299 2.3弹簧材料金相组织的检验300 2.4弹簧材料化学成分的检验301 3弹簧的检测301 3.1弹簧尺寸的检测301 3.2圆柱螺旋弹簧特性的检测309 3.3弹簧外观检测315 3.4弹簧磨削端面表面粗糙度检测315 3.5弹簧热处理和表面处理质量的检测316 3.6弹簧喷丸质量的检测319 3.7弹簧的无损检测324 3.8弹簧清洁度检测326 3.9弹簧残余应力检测328 4弹簧试验329 4.1弹簧疲劳和松弛试验329 4.2圆柱螺旋弹簧立定及变形的试验330 4.3弹簧振动试验331 4.4弹簧的冲击试验331 第8章弹簧的疲劳强度333 1变应力的类型和特性333 2弹簧的疲劳失效335 3疲劳曲线(S-N曲线)337 4影响弹簧疲劳强度的因素338 5弹簧的疲劳试验339 6疲劳试验数据的处理342 7极限应力图及其绘制方法349 8弹簧安全系数的计算354 9受稳定变应力螺旋压缩弹簧的佳设计原则355 10受不稳定变应力弹簧的计算准则356 11断裂力学在弹簧设计中的应用简介359 第9章圆柱螺旋弹簧的基本理论363 1圆柱螺旋弹簧的几何参数363 2圆柱螺旋弹簧的受力分析364 3圆柱螺旋弹簧的应力分析367 4圆柱螺旋弹簧的变形分析370 5圆柱螺旋弹簧的稳定性379 5.1圆柱螺旋压缩弹簧的稳定性379 5.2圆柱螺旋扭转弹簧的稳定性383 6圆柱螺旋弹簧的自振频率385 7弹簧受冲击载荷作用时的应力和变形分析389 0章圆柱螺旋压缩弹簧392 1圆柱螺旋压缩弹簧的特性392 2圆柱螺旋压缩弹簧的结构393 2.1圆柱螺旋压缩弹簧的结构型式和参数计算393 2.2圆柱螺旋压缩弹簧的典型图样396 3圆柱螺旋弹簧的负荷类型及许用应力397 3.1静负荷与动负荷397 3.2许用应力选取的原则397 3.3冷卷弹簧的试验应力及许用应力398 4热卷弹簧的试验应力及许用应力399 5圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算399 5.1圆柱螺旋压缩弹簧的基本计算公式399 5.2圆形截面材料的圆柱螺旋压缩弹簧400 5.3矩形截面材料的圆柱螺旋压缩弹簧401 5.4方形截面材料的圆柱螺旋压缩弹簧403 5.5扁形截面材料的圆柱螺旋压缩弹簧404 5.6圆柱螺旋压缩弹簧的计算公式404 6圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算方法405 6.1应用基本公式设计计算方法406 6.2弹簧直径D（或D1、D2）为定值时的设计计算方法408 6.3弹簧为小质量，或小体积，或小自由高度的设计计算方法409 6.4弹簧的图解设计方法411 6.5矩形和圆形截面材料压缩弹簧的比较选择计算方法413 7大螺旋角圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算415 7.1圆形截面材料大螺旋角压缩弹簧415 7.2矩形截面材料大螺旋角压缩弹簧416 8圆柱螺旋压缩弹簧受振动载荷时的设计计算417 9强压处理的圆柱螺旋弹簧的设计计算419 10受轴向和径向载荷作用的圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算420 10.1螺旋弹簧的径向刚度420 10.2螺旋弹簧的径向稳定性421 10.3螺旋弹簧的切应力421 11圆柱组合螺旋压缩弹簧的设计计算422 11.1等变形并列式组合压缩弹簧422 11.2不等变形并列式组合压缩弹簧424 11.3直列式组合压缩弹簧426 12圆柱螺旋弹簧的优化设计计算427 13圆柱螺旋弹簧的可靠性设计计算431 13.1弹簧的概率设计432 13.2可靠性设计中的均值和标准离差433 14圆柱螺旋压缩弹簧的调整结构436 1章圆柱螺旋拉伸弹簧462 1圆柱螺旋拉伸弹簧的特性462 2圆柱螺旋拉伸弹簧的结构设计463 3圆柱螺旋拉伸弹簧的设计计算466 4圆柱螺旋拉伸弹簧的拉力调整结构468 2章圆柱螺旋扭转弹簧486 1圆柱螺旋扭转弹簧的特性486 1.1扭转弹簧的基本几何参数和特性486 1.2扭转弹簧的试验扭矩和试验扭矩下的变形角486 2圆柱螺旋扭转弹簧的结构设计486 2.1扭转弹簧的结构型式486 2.2扭转弹簧的结构参数计算488 3圆柱螺旋扭转弹簧的许用弯曲应力489 4圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算公式490 4.1圆形截面材料扭转弹簧的设计计算491 4.2矩形截面材料扭转弹簧的设计计算491 4.3椭圆形截面材料扭转弹簧的设计计算492 4.4扭转弹簧的疲劳强度校核492 4.5扭转弹簧的简易计算法496 4.6组合扭转弹簧的设计计算496 5圆柱螺旋扭转弹簧的安装示例497 3章非圆形弹簧圈螺旋弹簧502 1矩形和方形弹簧圈螺旋压缩弹簧502 1.1矩形弹簧圈弹簧的几何尺寸关系502 1.2矩形弹簧圈弹簧的设计计算502 2椭圆形弹簧圈螺旋压缩弹簧506 2.1椭圆形弹簧圈弹簧的几何尺寸关系506 2.2椭圆形弹簧圈弹簧的设计计算507 3卵形弹簧圈螺旋压缩弹簧507 3.1卵形弹簧圈弹簧的几何尺寸关系507 3.2卵形弹簧圈弹簧的设计计算508 4章非线性特性线螺旋弹簧511 1不等节距圆柱螺旋压缩弹簧511 2截锥螺旋压缩弹簧514 2.1截锥螺旋压缩弹簧的几何尺寸514 2.2截锥螺旋压缩弹簧的变形和强度计算516 2.3截锥螺旋压缩弹簧变形和强度计算公式519 3中凹和中凸形螺旋弹簧523 3.1等螺旋角中凹形螺旋弹簧开始有弹簧圈接触后的变形与强度计算524 3.2等节距中凹形螺旋弹簧开始有弹簧圈接触后的变形与强度计算524 3.3等应力中凹形螺旋弹簧开始有弹簧圈接触后的变形与强度计算525 4截锥涡卷螺旋弹簧525 4.1等螺旋角截锥涡卷螺旋弹簧开始有弹簧圈接触后的变形与强度计算526 4.2等节距截锥涡卷螺旋弹簧开始有弹簧圈接触后的变形与强度计算527 4.3等应力截锥涡卷螺旋弹簧开始有弹簧圈接触后的变形与强度计算527 4.4截锥涡卷螺旋弹簧变形和强度计算公式528 5章扭杆弹簧535 1扭杆弹簧的结构、类型和用途535 2扭杆弹簧的载荷计算536 3扭杆弹簧的变形和应力计算537 3.1圆形截面扭杆弹簧的变形和应力计算537 3.2矩形和方形截面扭杆弹簧的变形和应力计算538 4扭杆弹簧的端部结构 |
| 编辑推荐 | |
| 弹簧手册的渊源要推溯到1980年机械工业出版社出版的《机械工程手册》第30篇（弹簧、飞轮），之后经过扩编内容于1982年由机械工业出版社出版单行本《弹簧》一书。书中将作者们研究成果汇入其中，成为一本较为完整的论述弹簧方面的书籍，再后为了适应弹簧行业的发展，于1997年将此书修订成为《弹簧手册》由机械工业出版社出版。 本手册问世之后三十几年，承蒙各界同行的关怀，为弹簧行业作出了的贡献。为了适应弹簧技术发展的要求，于2008年7月进行了修订再版，成为弹簧手册第2版。 时至今日，又经历了这几年，手册在弹簧行业起到了的作用。这几年随着配套主机,尤其是汽车行业发展的要求,弹簧行业应时而上。无论是弹簧类型，还是材料、设计、工艺、检具和检测都有不同程度的发展，尤其是材料和工艺比较突出。为了适应弹簧行业发展的趋势，聘请多位现场科技人员,再对手册进行新一次修订即第3版,增加了12章内容，以期提高手册的实用性。 本手册以阐述应用广泛的普通圆柱螺旋弹簧的设计理论和方法为主，同时对非线性螺旋弹簧、非圆形弹簧圈螺旋弹簧，多股螺旋弹簧、环形弹簧、碟形弹簧、板弹簧、片弹簧、线弹簧、弹性挡圈及橡胶弹簧和空气弹簧的设计理论和方法也做了比较全面系统的阐述，并在此基础上、对弹簧的材料、制造方法和检验也进行了相应的介绍。 本手册供从事机械、仪表、电器、交通运输工具等设计、制造和弹簧行业的技术人员参考，也可供大专院校师生参考。 |
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| 序言 | |
机械设计工程师的实用指南：精密弹簧理论与应用 本书是一部深度解析弹簧设计、制造及应用原理的专业参考书，专为机械工程师、产品开发者以及对精密机械元件感兴趣的专业人士量身打造。它系统地梳理了弹簧工程学的核心概念，从基础理论到前沿技术，力求为读者提供一套全面、实用且具有指导意义的知识体系。 引言：弹簧——机械之魂，动力之源 弹簧，作为一种能够储存和释放机械能的弹性元件，在现代机械工程领域扮演着不可或缺的角色。它们遍布于从微观器件到宏伟工程的各个角落，无论是汽车悬挂系统中的缓冲减震，精密仪器的调谐补偿，还是航空航天的关键结构件，弹簧都以其独特的性能默默支撑着机械设备的正常运行和性能的优化。然而，弹簧的设计并非易事，它涉及复杂的材料科学、力学分析、制造工艺以及失效模式的考量。传统的弹簧设计往往依赖经验和简化的模型，在面对日益严苛的性能要求和复杂的工作环境时，显得力不从心。 本书旨在弥合理论与实践之间的鸿沟，深入剖析弹簧的内在机理，提供一套严谨且实用的设计方法论。我们相信，只有深刻理解弹簧的工作原理，掌握科学的设计工具，才能创造出更高效、更可靠、更具创新性的弹簧产品，从而推动整个机械工程技术的发展。 第一部分：弹簧基础理论——理解弹簧的本质 本部分将带领读者从宏观到微观，系统地构建对弹簧基础理论的认知。 1.1 弹簧的基本概念与分类： 弹簧的定义与功能： 阐述弹簧作为弹性元件的本质，强调其储能、释能、缓冲、减震、传递力或力矩等核心功能。 弹簧的分类体系： 详细介绍弹簧按形状、工作原理、材料、用途等不同维度进行的分类。我们将重点关注以下几类： 螺旋弹簧： 包括受压弹簧（压缩弹簧）、受拉弹簧（拉伸弹簧）、扭转弹簧，并深入探讨其结构特点、受力分析和典型应用。 板簧： 介绍纵向板簧、横向板簧、片簧（如碟形弹簧、锥形阀弹簧）的结构、力学性能以及在汽车、阀门等领域的应用。 环形弹簧与扭曲簧： 讲解这些特殊形状弹簧的设计原理和适用场景。 其他类型弹簧： 简要介绍如涡卷簧、游丝、弹簧垫圈等，拓宽读者的视野。 1.2 材料科学在弹簧设计中的应用： 弹簧常用材料的性能要求： 深入分析弹簧材料必须具备的高弹性极限、高疲劳强度、良好的韧性、抗腐蚀性、耐温性以及较低的应力松弛等关键性能指标。 碳素弹簧钢： 讨论其优缺点、热处理工艺及其在一般应用中的广泛性。 合金弹簧钢： 重点介绍硅锰弹簧钢、铬硅弹簧钢、铬钒弹簧钢等，分析其在提高强度、疲劳寿命和高温性能方面的优势。 不锈钢弹簧： 阐述其优异的耐腐蚀性和非磁性，以及在食品、医疗、海洋等领域的特殊应用。 特种弹簧材料： 介绍铜合金、镍基合金（如蒙乃尔合金、因科镍合金）、钛合金等在极端环境（如高温、低温、腐蚀性介质）下的应用潜力，以及形状记忆合金等新型材料在特殊功能弹簧中的探索。 材料选择原则： 提供一套基于应用需求、成本效益和环境因素的系统性材料选择指南。 1.3 弹簧的力学行为与弹性理论： 胡克定律及其局限性： 回顾线弹性理论，解释应力与应变之间的线性关系。 应力分析： 讲解在弹簧受力状态下的各种应力形式，包括拉应力、压应力、剪应力、弯曲应力以及扭转应力，并介绍如何计算这些应力。 应变分析： 分析弹簧变形过程中产生的应变，理解其与外载荷的关系。 能量储存与释放： 探讨弹簧储存和释放机械能的物理过程，介绍弹性势能的概念。 刚度（Stiffness）： 定义并计算弹簧的刚度，分析影响刚度的主要因素（材料、几何形状）。 疲劳强度： 深入讲解弹簧在循环载荷下的疲劳失效机理，介绍S-N曲线、应力幅、平均应力对疲劳寿命的影响。 蠕变与应力松弛： 分析材料在长时间恒定载荷或温度作用下发生的非弹性变形，及其对弹簧性能的影响。 尺寸效应与形状效应： 讨论几何尺寸和形状对弹簧力学性能的微妙影响。 第二部分：弹簧设计方法与计算——从理论到实践 本部分将聚焦于实际的弹簧设计过程，提供一套系统化的设计方法和计算工具。 2.1 螺旋压缩弹簧设计： 基本参数确定： 讲解如何根据工作载荷、变形量、空间限制等确定弹簧的自由长度、平均直径、线径、圈数等关键参数。 应力计算与校核： 详细推导压缩弹簧的应力计算公式，包括弯曲应力和剪切应力，并提供疲劳寿命的校核方法。 弹簧指数（Spring Index）： 阐述弹簧指数对弹簧性能（如稳定性、应力分布）的影响，并指导如何选择合适的弹簧指数。 端部结构设计： 分析不同端部形式（如磨平端、闭端、开口端）对弹簧承载能力、稳定性及安装的影响。 稳定性分析： 讨论细长弹簧在受压时的屈曲（Buckling）现象，提供稳定性校核的判据和设计建议。 动载荷设计： 针对需要承受动态载荷的应用，介绍如何进行动载荷下的应力分析和寿命预测。 2.2 螺旋拉伸弹簧设计： 钩部（Hook）设计： 重点关注拉伸弹簧的钩部形式（如全钩、半钩、内钩、外钩），分析其应力集中问题，并提供应力最小化的设计原则。 初始拉力（Initial Tension）： 解释初始拉力的概念及其对弹簧性能的影响，并介绍如何进行初始拉力的设计和控制。 载荷与变形计算： 给出拉伸弹簧的载荷-变形关系计算方法。 材料选择与疲劳校核： 强调拉伸弹簧在钩部易产生应力集中，因此材料选择和疲劳校核尤为重要。 2.3 扭转弹簧设计： 扭矩与角度关系： 讲解扭转弹簧的扭矩-转角关系，以及计算公式。 材料选择与弯曲应力： 分析扭转弹簧承受的是弯曲应力，并强调选择合适的材料以承受高弯曲应力。 支架设计： 讨论扭转弹簧的支架（Lever Arm）设计，及其对受力方式的影响。 端部固定： 介绍不同形式的端部固定方式，如销孔、压配合等。 2.4 板簧与碟形弹簧设计： 板簧的力学模型： 建立板簧的简化的力学模型，计算其在不同载荷下的挠度与应力。 多片叠层板簧： 分析多片板簧的受力特性，以及通过增加片数提高承载能力的方法。 碟形弹簧设计： 深入解析碟形弹簧的结构特点，介绍其应力与变形的计算方法，以及如何通过串联和并联组合实现复杂的功能。 应力集中与疲劳： 关注板簧和碟形弹簧的应力集中区域，进行严格的疲劳寿命分析。 2.5 弹簧设计中的先进方法与工具： 有限元分析（FEA）： 介绍如何利用FEA软件对复杂弹簧结构进行精细的应力、变形和疲劳寿命分析，尤其适用于非线性问题和复杂边界条件。 参数化设计与优化： 探讨如何通过参数化设计技术，快速调整弹簧几何参数，并通过多目标优化算法寻找最佳设计方案。 计算机辅助设计（CAD）： 强调CAD软件在弹簧模型构建、图纸生成中的作用。 标准化与规范： 介绍国家及行业相关的弹簧设计标准和规范，确保设计符合通用要求。 第三部分：弹簧制造工艺与质量控制——精益求精 精密的制造工艺是实现高性能弹簧的关键。本部分将深入探讨弹簧的制造过程及其质量控制要点。 3.1 弹簧制造的常用工艺： 冷成形： 详细介绍冷卷弹簧的工艺流程，包括线材准备、卷绕（数控弹簧机）、切断、端部加工等。 热成形： 讲解热卷弹簧的工艺，适用于大直径、高强度弹簧的制造。 线材处理： 介绍线材的矫直、抛丸（去应力、改善表面质量）等预处理工艺。 端部加工： 详细介绍磨削、压平、切割等端部加工方法，以及它们对弹簧性能的影响。 热处理： 重点讲解弹簧回火（退火、调质）工艺，包括温度、保温时间、冷却方式等关键参数的控制，以及其对弹簧性能的决定性作用。 表面处理： 介绍磷化、电镀、涂层等表面处理技术，以提高弹簧的耐腐蚀性、耐磨性或提供特殊功能。 3.2 制造过程中的关键控制点： 材料质量控制： 强调原材料的化学成分、力学性能检测。 卷绕精度控制： 分析线材直径、卷绕直径、圈数、节距等参数的控制精度。 热处理工艺参数控制： 详细阐述温度、时间、气氛等对最终弹簧性能的影响。 端部加工精度： 强调端部平整度、垂直度对弹簧稳定性和应力分布的影响。 尺寸一致性： 讨论批量生产中保持弹簧尺寸一致性的重要性。 3.3 弹簧的失效模式与预防： 疲劳失效： 再次强调疲劳是弹簧最常见的失效模式，分析其发生机理和预防措施。 屈曲（Buckling）： 讲解弹簧在受压时发生屈曲的条件及设计中的考虑。 塑性变形： 分析过载或材料性能不足导致的永久变形。 腐蚀失效： 讨论环境腐蚀对弹簧材料和性能的影响。 应力松弛： 阐述长时间高温或应力作用下的应力松弛现象。 制造缺陷： 分析划痕、折叠、缩孔等制造缺陷可能导致的性能下降。 3.4 质量检测与验收： 尺寸测量： 介绍弹簧外径、内径、线径、自由长度、节距等尺寸的测量方法。 载荷-变形测试： 讲解如何进行不同变形量下的载荷测试，以验证弹簧刚度和载荷特性。 硬度测试： 测量热处理后弹簧材料的硬度。 金相检验： 分析材料的显微组织，评估热处理效果。 盐雾试验： 用于评估弹簧的耐腐蚀性能。 疲劳寿命试验： 对于关键应用，进行实际的疲劳寿命测试。 外观检查： 检查弹簧表面是否有明显缺陷。 第四部分：弹簧在典型应用中的工程实践——案例分析与前沿展望 本部分将结合实际工程案例，展示弹簧在各个领域的应用，并对未来的发展趋势进行展望。 4.1 汽车工业中的弹簧应用： 悬挂系统： 深入分析螺旋弹簧、空气弹簧在汽车悬挂中的作用，以及它们对乘坐舒适性、操控性的影响。 发动机与传动系统： 探讨气门弹簧、离合器弹簧、换挡拨叉弹簧等在发动机和传动中的关键作用。 制动系统： 分析制动回位弹簧、刹车片弹簧等。 4.2 航空航天领域的弹簧应用： 飞机起落架： 介绍高性能弹簧在承受巨大冲击载荷下的设计挑战。 飞行控制系统： 探讨用于配平、减震的各类弹簧。 航天器部署机构： 分析用于太阳能电池板展开、天线部署的特种弹簧。 4.3 医疗器械中的弹簧应用： 微创手术器械： 介绍用于导丝、支架输送的精密弹簧，对材料的生物相容性和精度要求极高。 药物输送装置： 探讨用于控制药物释放速率的微型弹簧。 诊断设备： 分析用于图像采集、样本处理的弹簧元件。 4.4 工业自动化与机器人技术中的弹簧应用： 力控夹持器： 介绍用于实现柔性抓取的弹簧补偿机构。 关节补偿： 分析用于补偿机器人关节自由度误差的弹簧。 安全限位装置： 探讨用于过载保护的弹簧机构。 4.5 其他重要应用领域： 精密仪器仪表： 如钟表游丝、测量仪器中的补偿弹簧。 能源设备： 如阀门弹簧、涡轮增压器弹簧。 消费电子产品： 如开关弹簧、连接器弹簧。 4.6 弹簧工程的未来发展趋势： 高性能材料的应用： 探索新型合金、复合材料在极端工况下的应用。 智能化弹簧： 结合传感器技术，实现弹簧状态的实时监测和主动控制。 微纳弹簧技术： 针对微机电系统（MEMS）和纳米技术的需求，发展更高精度、更小尺寸的弹簧。 增材制造（3D打印）在弹簧制造中的应用： 探索其在复杂结构、定制化弹簧制造方面的潜力。 仿真与设计软件的集成化： 推动CAE工具与CAD/CAM的无缝集成，提高设计效率和精度。 结语：致敬工程师的智慧与创造力 本书的编写，是我们对弹簧工程领域数十年经验的系统总结与提炼。我们深信，机械工程的进步离不开对基础理论的坚守，更离不开在实践中不断探索、创新和精益求精的精神。希望本书能成为广大机械工程师们案头必备的参考，为你们在设计、制造和应用各类弹簧时提供坚实的技术支撑和灵感启迪。通过对弹簧这一看似简单的元件的深入研究，我们不仅能提升机械系统的整体性能，更能为技术革新注入新的活力。
用户评价
评分
我之前对弹簧的认识仅限于一些基础的公式和简单的应用，总觉得弹簧是个相对“简单”的零件。但这本书彻底颠覆了我的认知。它让我看到了弹簧背后蕴含的博大精深的工程智慧。书里对弹簧的设计过程进行了非常细致的剖析，从参数的选取，到载荷的计算，再到形状的优化，每一步都充满了科学的严谨性和艺术的美感。我尤其欣赏书中关于弹簧的制造公差和表面处理对性能影响的论述，这在很多同类书籍中是很难看到的。这本书的语言风格也比较独特，既有学术的深度，又不失通俗易懂的趣味性，读起来一点都不枯燥。
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评分坦白说，这本书的厚度一开始让我有点望而却步，但当我真正开始阅读后，我发现我完全是多虑了。这本书的结构设计非常精妙，虽然内容详实，但却一点都不显得杂乱。每个章节都有清晰的逻辑脉络，并且相互之间有着良好的衔接。我最欣赏的是书中关于弹簧在极端环境下的应用章节，比如高温、低温、腐蚀性介质等工况下弹簧的设计考虑，这对我正在进行的一个特殊项目非常有指导意义。而且，书中还提到了很多关于弹簧标准化和规范的内容，这对于提升产品质量和互换性至关重要。
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评分我是一名机械工程专业的教师，在为学生寻找合适的教材时，《弹簧手册》第三版给我留下了深刻的印象。它不仅内容全面、深入，而且语言表达清晰，非常适合作为学生的参考书。书中对弹簧各种类型的分类和特点的介绍，以及它们在不同领域的应用，都做得非常到位。我尤其喜欢书中对弹簧设计过程中一些常见错误和注意事项的提醒，这对于学生避免走弯路非常有帮助。而且，书中还包含了一些案例研究，能够帮助学生更好地理解理论知识在实际工程中的应用。
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