说起扭簧，不知道我们是否熟悉，想必我们都听过弹簧吧，这是一种类似于弹簧的机械结构，在机械领域发挥了重大作用。关于扭簧的设计方面我们需要特别关注一下，包括扭簧的设计原理、设计流程、设计结构、设计标准，了解这些后，我们对扭簧的认识会更加深刻，现在让我们一起来详细的了解下吧。

　　扭簧是一种机械蓄力结构，主要用于古代弩炮和其他弩类远射武器。扭力弹簧通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料的扭曲或旋转进行蓄力，利用杠杆原理释放，使被发射物具有一定的机械能。

　　主要参数

　　d (弹簧线径) :该参数描述了弹簧线的直径。

　　D` (心轴更大直径)：该参数描述的是工业应用中弹簧轴的更大直径，公差±2%。

　　D1 (内径): 弹簧的内径等于外径减去两倍的线径。扭簧在工作过程中，内径可以减小到心轴直径。

　　D2 (外径) : 等于内径加上两倍的线径。扭簧在工作过程中，外径将变小。

　　H0（自由长度）：弹簧不受任何外力时的长度。

　　σ1（安装应力）：扭转至安装角度时弹簧所承受应力大小。

　　σ2（工作应力）：扭转至工作作度时弹簧所承受应力大小。

　　σs(试验应力): 材料所能承受弹簧工作时的极限应力。

　　T` (弹簧刚度): 这个参数确定弹簧工作时的阻力。单位 牛顿 * 毫米/度。

　　螺旋方向 : 右旋弹簧反时针方向旋，左旋弹簧顺时针方向旋。

　　扭簧设计

　　扭簧设计原理

　　扭簧利用杠杆的原理，通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料的扭曲或旋转，使之具有极大的机械能。是承受扭转变形的弹簧，它的工作部分也是各圈或是紧密围绕或是分开围绕。扭转弹簧的端部结构是加工成各种形状的扭臂，由单扭至双扭，乃至各种扭杆之变形，得依设计成型。扭转弹簧常用于机械中的平衡机构，在汽车、机床、电器等工业生产中广泛应用。

　　目前，广泛应用的弹簧应力和变形的计算公式是根据材料力学推导出来的。若无一定的实际经验，很难设计和制造出高精度的弹簧，随着设计应力的提高，以往的很多经验不再适用。例如，弹簧的设计应力提高后，螺旋角加大，会使弹簧的疲劳源由簧圈的内侧转移到外侧。

　　扭簧的设计流程

　　现很大部份产品都是先设计外观和结构，再来考虑用什么样的弹簧去实现功能，此时扭簧的设计流程需要围绕现有的结构。当结构被设计好以后再来设计扭簧时，扭簧就有一个空间大小的限制。首先我们要先明白这个结构需要用到什么样式的扭簧、扭簧内径和外径限制、扭簧臂长限制，扭簧的安装角度限制、扭簧工作角度及对应的扭矩大小限制。扭簧的设计需要在这些限制内进行，通过这些数据我们就可以推导出合适这些限制的弹簧参数。

　　扭簧设计结构

　　扭簧的设计结构主要需要满足产品的安装及工作性质。弹簧的安装主要是扭臂的形状，这个受产品的空间限制，扭簧设计需要根据空间大小选择合适的扭簧样式。工作性质主要体现于弹簧需要实现的工作方式，比如弹簧是向左扭还是向右扭或是左右都会扭、弹簧的工作频率属于动载荷还是静载荷，弹簧的工作环境是常温还是高温或是低温，弹簧的防腐要求等。这些方面会直接影响到弹簧的结构、选材及设计方法。下图为弹簧的常见结构。

　　设计标准

　　弹簧的设计标准主要是通过正确的设计方法去实现产品的工作要求，设计的公式及方法可以参考《弹簧手册》。这里列出扭簧设计所需的几个主要设计公式：

　　扭簧刚度公式，Ed^4/3670/Dn(单位Nmm/°)

　　扭簧扭矩公式， Ed^4/3670/Dn*扭转角度

　　弹簧允许的更大扭矩计算公式，πd^3/32*σs