基本原理

发条弹簧（Clock Spring/Spiral Torsion Spring）是通过螺旋形金属带材的弹性变形实现能量储存和释放的机械元件，其工作原理基于材料力学中的弯曲和扭转理论：

• 储能机制：外力使发条卷紧，将机械能转化为弹性势能储存
• 能量释放：弹性恢复力驱动机构运动，势能转化为动能
• 扭矩特性：扭矩T与转角θ近似线性关系 T = kθ + T₀
• 力学模型：最大应力σ_max = (6M)/(bt²)，其中M为弯矩，b为带宽，t为厚度

主要特性

分类体系

设计参数

扭矩计算公式：T = (Ebt³θ)/(12πRn)，其中E为弹性模量，R为平均半径

最大应力校核：σ_max = (6T)/(bt²) ≤ [σ]

材料性能

制造工艺

1. 材料准备：
   • 带材矫直（直线度≤0.03mm/m）
   • 表面抛光（Ra≤0.4μm）
2. 卷制成型：
   • 专用卷簧机加工（精度±0.05mm）
   • 热处理定型（300-400°C）
3. 端部加工：
   • 钩形/直臂成型
   • 焊接/铆接处理
4. 热处理：
   • 去应力退火（250-350°C）
   • 淬火+回火（高碳钢）
5. 表面处理：
   • 电镀（锌/镍/铬，5-20μm）
   • 钝化处理（不锈钢）
6. 性能测试：
   • 扭矩-转角曲线测试
   • 疲劳寿命测试（≥10⁵次）

应用场景