1.Упругая (рабочая) характеристика – зависимость деформации от приложенного усилия (сила, момент):

h = f ( F ), α = f ( M )

2. Жесткость – предел отношения приложенной нагрузки к деформации:  

c = dF / dh , c = dM / dα

3. Чувствительность - предел отношения приложенной деформации к нагрузке:                                               s = 1/ h .

В измерительных пружинах при расчетах удобнее пользоваться чувствительностью s, в силовых – жесткостью c.

В приборах также используются различные сочетания соединения пружин, суммарная характеристика при этом зависит от схемы соединения: последовательное, параллельное или их сочетания.

 Винтовые пружины

Винтовая цилиндрическая пружина – стержень обычно в виде проволоки круглого сечения, навитой по винтовой линии на цилиндрической образующей.

Применяют винтовые пружины цилиндрические и фасонные (конические, параболоидные, телескопические) (рис. ).

 В большинстве случаев применяют винтовые пружины, навитые из круглой проволоки, реже из проволоки прямоугольного или квадратного сечения. Ответственные винтовые пружины, материал которых обладает низкими пластическими, но высокими и стабильными упругими свойствами, изготавливают токарной или фрезерной обработкой из трубок (рис. г).

У винтовой пружины, работающей на сжатие, в свободном состоянии между витками имеется зазор, обеспечивающий ее ход. Форма концов пружины должна быть такой, чтобы прилагаемое усилие не могло образовывать момент, искривляющий пружину. Поэтому опорные (концевые) витки пружин сжатия из проволоки большого диаметра подгибают или сошлифовывают (рис. в,г ). Концы пружины из тонкой проволоки не обрабатываются. Опорные витки не являются рабочими, и при расчете характеристик их не учитывают.

    а   б                в                   г

Рис.3. Виды опорных витков винтовых пружин сжатия

а — не обработаны;  б — подогнуты; в — сошлифованы;  г — подогнуты и сошлифованы

              а                     б

          в                                          г                            д

Крайние витки пружин, работающих на растяжение, выполняют в виде различной конструкции зацепов (рис. а - д), которые должны обеспечивать центральное приложение нагрузки и быть достаточно прочными. При этом для уменьшения опасности поломки в месте загиба радиус зацепов должен быть достаточно большим. Навивают пружину растяжения без зазора между витками, что уменьшает ее габариты.

Цилиндрические пружины

Цилиндрическая пружина сжатия или растяжения круглого сечения

Параметры:

d – диаметр проволоки,

D ₀– средний диаметр пружины,

D – наружный диаметр,

t – шаг навивки.

,  где      индекс пружины     

, где