平面涡卷弹簧

　　平面涡卷弹簧是用细长弹簧材料，绕制成平面螺旋线形的一种弹簧。弹簧一端固定，另一端作用扭矩后，材料受弯曲力矩，产生变曲弹性变形，因而弹簧在自身平面内产生扭转，其变形角的大小与扭矩成正比。

　　平面涡卷弹簧的卷绕成形比较简单，它的刚度较小，一般在静载荷下工作。由于卷绕圈数可以很多，变形角大，具有在较小体积内储存较多能量的特点。材料截面形状可以是长方形的（如钢带）或圆形的（如钢丝）。长方形截面的单位体积储能能力较大，用得较多。

　　平面涡卷弹簧根据相邻各圈接触与否，分为非接触形和接触形两类。它们的用途，特性和设计计算方法都有所不同。

　　非接触形平面涡卷弹簧在工作中各圈均不接触，常用来产生反作用力矩。例如用于电动机电刷的压紧弹簧和仪器、钟表中的游丝等均属于这一类。

　　接触形平面涡卷弹簧的相邻各圈互相接触，圈数较多，可储存较大的能量，常用来作为各种仪器或钟表机构中的原动机。

　　接触平面涡卷弹簧，外端固定在卷筒内壁上，内端固定在轴上。轴上作用力矩时，弹簧被卷紧并积蓄能量，松卷时释放出变形能，带动卷筒输出工作扭矩。由于卷简内径比弹簧的自由状态外径小，因而弹簧各圈紧密接触．并压紧在筒壁上。各圈也是紧密接触的。在卷紧和松卷过程中，各圈问接触并相对滑动而具有摩擦，所以反映接触形平面涡卷弹簧的扭矩与变形角关系的特性曲线，除与弹簧材料、卷筒内径、心轴直径、弹簧长度、截面尺寸和内外端的固定方式等因素有关外，还与弹簧材料表面的粗糙度和润滑条件等因素有关。因此按计算方法得出的特性曲线与实测曲线往往出人较大。当轴上作用了扭矩，开始卷紧弹簧时，压紧在卷筒内壁上的各圈，将逐渐依次分开而参加变形．只有在最后圈也脱离筒缝后，弹簧才在全长内产生变形，这时特性曲线接近为直线。继续加截时，弹簧各圈将逐渐拉紧而旋绕在心轴上，特性曲线急剧变化而成为渐增形。松卷时，由于圈间摩擦和弹性滞后的影响，最大力矩在e点，特性曲线与卷紧时的不重合。在弹簧全长内都产生变形时．即其特性线处于bc段时，其特性与非接触形涡卷弹簧相近。

　　平面涡卷弹簧设计时应注意的问题

　　1)平面涡卷弹簧的心轴直径一般应为d1 =(15 -25)h，直径太小，则因弹簧内圈卷绕曲率半径小而弯曲应力大，并且在内端有较大的应力集中而造成损坏；直径过大则因变形圈数过少而使有效的工作力矩减少。

　　2)圈数少于三圈的非接触形平面涡卷弹簧，由于圈数少，在受载后各个不同位置所受弯矩不相同，各个截面的应力也不相等，计算时应特殊考虑。

　　3)由于端部周定方法对弹簧的特性和应力大小影响很大．设计时应注意选择。

　　4)接触形平面涡卷弹簧使用时应加入润滑剂，以减少各圈间摩擦对弹簧特性的影响。

　　工艺方法随弹簧技术要求（如材料、寿命、弹簧特性等）、批取而定。一般厚度<3mm的接触形平面涡卷弹簧的制造过程大致为：下料（修边、淬火、回火、表面研磨一般在钢带生产厂完成）、内外端固定部位加工、去应力回火、卷制成形。卷制成形的方法，一般为将材料在心轴上逐圈绕紧后，用合适的夹圈夹紧．或直接装入簧盒。材料厚度较大的接触形平面涡卷弹簧，可以在专用摸具中用热成形方法或用退火材料冷成形方法卷铜成形到涡卷簧松圈状态，在成形后热处理，热处理后再在芯轴上逐圈绕紧，用合适的夹圈夹紧。接触形平面涡卷簧一般用热成形方法或用退火材料冷成形方法成形加工（成形后需去应力回火）。成形后进行热处理和表面防腐处理。