彈簧是一種機械零件，它利用材料的彈性和結構特點，在工作時產生變形，把機械功或動能轉變為變形能(位能),或把變形能(位能)轉變為機械功或動能。

在設計彈簧時，應該考慮的基本工作性能有以下幾方面：①彈簧的特性線，即載荷和變形的關系；②彈簧的變形能；③彈簧的自振頻率；④彈簧受迫振動時的振幅。這里我們先簡單介紹下彈簧的特性線 。

彈簧的特性線和剛度載荷 F (或T )與變形f (或φ)之間的關系曲線稱為彈簧的特性線，如圖1-1所示。

彈簧的特性線大致有三種類型：①直線型；②漸增型；③漸減型。

有些彈簧的特性線可以是以上兩種或三種類型的組合(圖1-2), 稱為組合型特性線。

如截錐渦卷彈簧的特性線(圖1-2a), 加載起始一段為直線型，變形達到一 定程度后特性線便成為漸增型；碟形彈簧的特性線(圖1-2b) 起始為漸減型，后為漸增型，整個特性線呈 S 形；又如環形彈簧的特性線(圖1-2c), 加載時為直線型，而卸載時則為漸增型。采用組合彈簧也可以得到組合的特性線，如圖1-2d 所示為兩個不同高度的并列組合螺旋彈簧的特性線。加載開始只有一個彈簧承受載荷，所以特性線只是受載荷那個彈簧的特性線。當受載彈簧在載荷作用下變形到一定程度，另一個彈簧也開始承受載荷，這時特性線開始轉變為兩個彈簧受載的特性線，因而其斜率發生了變化。

載荷增量dF ( 或dT ) 與變形增量df ( 或 dφ) 之比，即產生單位變形所需的載荷，稱為彈簧的剛度，對于壓縮和拉伸彈簧的剛度為

                                                                                              （1-1a)

對于扭轉彈簧的剛度為

                                                                                                                                      (1-2a)

特性線為漸增型的彈簧，剛度隨著載荷的增加而增大；而漸減型的彈簧，剛度隨著載荷的增加而減小。至于直線型的彈簧，剛度則不隨載荷變化而變化，即

因此，對于具有直線型特性線的彈簧，其剛度也稱為彈簧常數。

單位力使彈簧所產生的變形，即剛度的倒數 稱為彈簧的柔度。

彈簧的特性線對于設計和選擇彈簧的類型起指導性的作用。由圖1-2a 所示截錐渦卷彈簧特性線上可以看到，當載荷達到一定程度時，彈簧的剛度急劇增加。由于這種特性，當彈 簧受到過大載荷時，彈簧的變形增加的比較小，從而可以起到保護彈簧的作用。所以，具有這種特性線的彈簧適用于空間小、載荷大的情況。如空氣彈簧帶有高度控制閥，則其特性線如圖1-2b所示S形，這是車輛懸架裝置的理想狀態。因為這種曲線的中間區段的剛度比較低，而在拉伸和壓縮行程的末了區段剛度逐漸增加。這樣，可以保證車輛在正常運行時很柔軟，而在通過坎坷的路面，空氣彈簧被大幅度拉伸和壓縮時，逐漸變硬，從而能限制車體的振幅。又如圖1-2c 所示環形壓縮彈簧或板彈簧的特性線，表明在加載與卸載過程中彈簧消耗了一部分摩擦功，或者說吸收了一部分能量。因此，具有這類特性線的彈簧，適用于減振和緩沖。

設計彈簧時，可用分析的方法計算出它們的特性線。但即使是最精確和最仔細的計算， 其結果和實際的數值總有一定程度的差異，這是由于制成的彈簧不可避免地存在著一定的工藝誤差，以及材料組織非絕對均勻性所造成的。所以，在設計彈簧時，如需要保證特性線的要求，必須經過試驗，反復修改有關尺寸，最后達到所需要的特性線。

在設計非線性特性線彈簧時，有的要考慮靜變形。如圖1-3所示，靜變形系指過特性線上任意點a， 作切線與橫坐標軸相交，其切點與a 點在橫坐標軸上投影的距離即變形量f，稱為切點a 對應載荷Fs 的靜變形。