扭力弹簧是一种机械弹簧，当沿其轴线扭转时，它通过施加扭矩或扭转力来工作。弹簧由缠绕成螺旋状的金属丝制成，线的一端连接到固定点，另一端连接到旋转点。当旋转点旋转时，弹簧通过扭转储存能量，当旋转力释放时，弹簧会释放并释放储存的能量。尽管名称暗示了其他含义，但扭簧承受的是弯曲应力而不是扭转应力。它们可以存储和释放角能量，或者通过使腿绕身体中心轴偏转来静态地将机构固定到位。
扭矩弹簧通常紧紧缠绕，但可以有一个节距以减少线圈之间的摩擦。扭力弹簧可以抵抗扭转或旋转施加的力。根据应用的不同，扭力弹簧可以设计为顺时针或逆时针旋转，这将决定风向。

扭力弹簧结构旨在存储和释放角能量，或通过使腿绕身体中心轴线偏转来静态固定机构。当这种弹簧向制造风的首选方向偏转时，主体直径会减小，主体长度会略有增加。

扭矩弹簧应用广泛，在各个行业中都是必不可少的。扭力弹簧的常见应用示例包括：
汽车行业：扭矩弹簧用于车门铰链和车辆悬架，有助于确保这些部件的平稳运行
首页：这些弹簧适用于车库门、衣夹和剪贴板，帮助它们无缝作。
电子行业：扭矩弹簧在开关和摄像头的作中发挥着至关重要的作用，使其成为电子设备的重要组成部分。
玩具和消费品：它们用于玩具、钟表和其他需要旋转力的消费品。
机械：扭力弹珠常用于各种类型的机械，以促进杠杆和其他部件的平稳运行。
船舶和户外运动行业：扭簧用于救生装置，如个人登船台阶，其耐用性和耐腐蚀性至关重要。

设计扭力弹簧时，重要的是要考虑您的应用以及是否需要圆形、矩形或不规则线（例如方线）。最简单、最常见的扭力弹簧设计是由矩形线制成的整体式扭力弹珠，两端均为直端，但这种设计形式可以通过弯曲和成型来修改。
由于在组装过程中支腿轴承/连接器的位置必须在左侧或右侧，因此制造风的方向对于扭力弹簧应用也很重要。扭力弹簧通常由与最终产品的理论铰链线对齐的杆（心轴）支撑。双扭力弹珠的设计比较复杂，需要考虑制造方法。双扭力弹珠从中心缠绕，而单扭力弹珠从两端缠绕。

扭力弹簧结构旨在通过围绕主体中心线偏转轴线来储存和释放能量或将机构固定到位。当偏转到正确的方向时，它们会减小主体的直径并增加其长度。
扭力弹簧的缠绕方向必须满足其应用的具体要求。组装时，承重腿应位于正确的一侧（左侧或右侧），以确保正确对齐。扭力弹簧由与应用的铰链线相对应的主轴支撑。
内径
扭力弹簧的内径是线圈螺旋内部的宽度，垂直于中心轴线测量。该尺寸决定了可以平稳加载到弹簧中的轴或心轴的外径。为了获得最佳作，建议在内径中留出 10% 的间隙，以允许插入的组件自由移动。
外径
扭力弹簧的外径是线圈螺旋线外的宽度，垂直于中心线测量。该尺寸定义了弹簧插入孔的直径，同时考虑了确保弹簧自由运行所需的所有必要间隙。
线径
线径是指用于缠绕和成型扭力弹簧的线材的粗细。
平均直径是通过从外径中减去线径来计算的，用于应力和弹簧刚度计算。
体长
扭簧的主长度是在弹珠处于空载状态时测量的，通过测量端部线圈的外表面来确定的。随着扭矩的施加，主体的长度增加，而弹簧的直径减小。
腿长
扭力弹簧的腿长是指弹簧腿端部到线圈中心轴线的距离。它会影响在弹簧中存储能量所需的负载或扭矩。腿越短，弯曲线圈所需的扭矩就越大。此外，扭力弹簧的腿可以有不同的长度。
巴士圈
扭簧中的线圈总数是指线圈中的有效线圈数。有效线圈是在负载下扭曲或偏转并在弹簧释放时释放能量的线圈。由于支腿占据了非活动线圈，因此总线上的线圈总数略少于线圈总数。对于自由位置腿角为 0° 的扭力弹簧，总线圈值为整数。
扭力弹簧尺寸
沥青
扭力弹条的节距是两个相邻有效线圈之间的中心线距离。在紧密缠绕的弹簧中，节距大约等于线径。然而，致密缠绕的弹簧在挠度过程中会产生很大的摩擦力。通常建议指定扭力弹簧的总匝数和体长，而不是节距。
绕组方向
扭力弹丝的绕制方向是特定的，可以是右旋的，也可以是左旋的。向右缠绕时，线圈顺时针旋转，向左缠绕时，线圈逆时针旋转。通过观察扭力弹簧的顶部，可以很容易地识别绕组方向。
扭力弹簧的设计应保证载荷和绕组方向一致。如果负载和绕组方向需要相反，则必须减少负载和角挠度。
了解缠绕方向对于扭力弹簧的正常功能至关重要，因为它决定了挠度方向。扭力弹簧在应用中的放置取决于缠绕方向，这会影响前后腿的定位和运动。
对于右手扭力弹簧，后腿会顺时针扭转，而前腿会逆时针扭转。对于左旋扭力弹簧，情况恰恰相反：后腿会逆时针移动，而前腿会顺时针移动。
扭力弹簧的缠绕方向
腿角
扭力弹簧的腿角是弹簧未加载时腿之间的角度，范围为0°至360°。商店中常见的标准扭簧腿角度有90°、180°、270°和360°。此外，制造商还可以定制腿部角度以满足特定的客户要求。
腿角
腿角会影响扭力弹簧的总匝数。如前所述，母线线圈的数量略少于绕组中的线圈总数。以下公式描述了腿角与总线匝数之间的关系。
自由位置的腿角=非活动线圈数（小数值）x 360°
腿部方向
扭力弹簧的腿方向是指腿相对于弹簧直径弯曲的方式。支撑腿的急剧弯曲会限制弹簧的承载能力，因为应力通常集中在弯曲区域。常见的腿方向类型包括轴向、切向、径向和径向切向。其中，切向腿配置承受的应力最小。
腿部方向
腿型
扭力弹簧的腿可以扭曲、弯曲、钩住或环状，以便于安装和作。以下是扭力弹簧常见的支腿样式，但可根据客户要求提供定制支腿样式。
直腿
直偏置腿
短钩端
铰链端
圆形端
腿型
扭力弹簧的性能由以下特性和参数决定：
弹簧指数
弹簧指数是扭力弹簧的平均直径与线径的比值。它提供了对弹簧圈的密封性、强度和可制造性的见解。通过降低弹珠指数，可以通过增加线径或减小弹簧外径来增加弹珠强度。与细线弹簧相比，粗线弹簧具有更大的强度。降低弹簧指数会收紧线圈并增加力，但也会增加线圈上的压应力。由于模具磨损增加和延长使用寿命所需的额外加工，制造具有较低折射率的弹簧更具挑战性。折射率低于 4 或高于 25 的弹簧无法制造，理想的范围通常在 6 到 12 之间。
角偏转
角挠度是扭力弹簧的一条腿从自由位置移动到加载状态的角距离。
角位移
最大挠度
最大允许挠度是扭力弹簧在载荷下在不弯曲或应力过大的情况下可以达到的最大角挠度。如果弹簧超过此挠度，则由于材料屈服，线圈在卸除负载后可能无法返回到其原始位置。
最大角挠度是扭力弹簧在负载下可以扭曲的程度，超过该程度，它会因过大的应力而弯曲。一般来说，直径越大、线圈越多的扭力弹珠具有较高的挠度能力。例如，车库门弹簧由于线圈数量多且设计应力低，可以承受多次旋转而不会弯曲。
最大负载
最大载荷是扭力弹簧在弯曲前可以施加到弹簧腿上的最大扭矩。扭力弹簧的承载能力受最大挠度或最大载荷（以先到者为准）的限制。
弹簧刚度
弹簧刚度是每单位角位移施加在扭力弹簧上的旋转力的量度。以下公式可用于计算圆形螺旋扭力弹簧的弹簧刚度：
每度弹簧刚度（磅英寸/度）=。PL/Θ = E xd^4 / 3888 x D x Na
在这个方程中，P代表载荷，L代表力臂，Θ代表角位移，d代表线径，D代表平均直径，Na代表有效线圈数，E代表材料的弹性模量。常数 3888 是用于调节相邻线圈之间以及弹簧体与连接部件之间的摩擦力的理论系数。
下表提供了不同类型扭力弹簧线材的弹性模量，这对于计算弹簧刚度至关重要：
弹簧线的弹性模量
弹簧线的弹性模量（psi x 10 6）
音乐线 30
302、304 和 316 不锈钢等级 28
17-7不锈钢29.5
铬钒三十
铬硅三十
磷青铜 15
弹簧常数与扭矩和角位移有关，如下式所示。这种关系有助于确定特定角位移所需的扭矩大小或产生特定力所需的角位移大小。
角位移=扭矩/弹簧刚度
扭矩=弹簧刚度 x 角位移
压力
螺旋扭力弹簧的弯曲应力可以使用以下公式计算：
弯曲应力 （psi）=32 PLK/π d ³
这里，K代表弯曲应力校正系数。当扭矩施加到扭力弹簧上时，由于内表面的弯曲应力高于外表面，内径和外径都会增加。对于圆形螺旋扭力弹簧，内径的弯曲应力校正系数使用 Wahl 开发的以下公式计算：
关键信息 ID=[4C ² - C-1]/[4C （C-1）]
这里\ （C \） 代表弹簧索引。可以使用以下公式近似计算内径和外径处的弯曲应力：
关键信息 ID=[4C-1]/[4C-4]
KOD = [4C + 1] / [4C + 4]
扭力弹珠应沿导致弹簧直径减小的方向加载，因为在此方向上施加残余成形应力是有益的。