彈簧是壹種利用彈性來工作的機械零件。壹般用彈簧鋼制成。用以控制機件的運動、緩和沖擊或震動、貯蓄能量、測量力的大小等，廣泛用於機器、儀表中。按形狀分，主要有螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧等。
[編輯本段]其主要功能
①控制機械的運動，如內燃機中的閥門彈簧、離合器中的控制彈簧等。②吸收振動和沖擊能量，如汽車、火車車廂下的緩沖彈簧、聯軸器中的吸振彈簧等。③儲存及輸出能量作為動力，如鐘表彈簧、槍械中的彈簧等。④用作測力元件，如測力器、彈簧秤中的彈簧等。彈簧的載荷與變形之比稱為彈簧剛度，剛度越大，則彈簧越硬。
按受力性質，彈簧可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉彈簧和彎曲彈簧，按形狀可分為碟形彈簧、環形彈簧、板彈簧、螺旋彈簧、截錐渦卷彈簧以及扭桿彈簧等。普通圓柱彈簧由於制造簡單，且可根據受載情況制成各種型式，結構簡單，故應用最廣。彈簧的制造材料壹般來說應具有高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性及良好的熱處理性能等，常用的有碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹彈簧鋼以及銅合金、鎳合金和橡膠等。彈簧的制造方法有冷卷法和熱卷法。彈簧絲直徑小於8毫米的壹般用冷卷法，大於8毫米的用熱卷法。有些彈簧在制成後還要進行強壓或噴丸處理，可提高彈簧的承載能力。
彈簧是機械和電子行業中廣泛使用的壹種彈性元件，彈簧在受載時能產生較大的彈性變形，把機械功或動能轉化為變形能，而卸載後彈簧的變形消失並回復原狀，將變形能轉化為機械功或動能。
[編輯本段]彈簧的類
按受力性質，彈簧可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉彈簧和彎曲彈簧；按形狀可分為碟形彈簧、環形彈簧、板彈簧、螺旋彈簧、截錐渦卷彈簧以及扭桿彈簧等。普通圓柱彈簧由於制造簡單，且可根據受載情況制成各種型式，結構簡單，故應用最廣。彈簧的制造材料壹般來說應具有高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性及良好的熱處理性能等，常用的有碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹彈簧鋼以及銅合金、鎳合金和橡膠等。彈簧的制造方法有冷卷法和熱卷法。彈簧絲直徑小於8毫米的壹般用冷卷法，大於8毫米的用熱卷法。有些彈簧在制成後還要進行強壓或噴丸處理，可提高彈簧的承載能力。
什麽是螺旋彈簧？
螺旋彈簧即扭轉彈簧，是承受扭轉變形的彈簧，它的工作部分也是密繞成螺旋形。扭轉彈簧的端部結構是加工成各種形狀的扭臂，而不是勾環。扭轉彈簧常用於機械中的平衡機構，在汽車、機床、電器等工業生產中廣泛應用。
什麽是拉伸彈簧？
拉伸彈簧是承受軸向拉力的螺旋彈簧，拉伸彈簧壹般都用圓截面材料制造。在不承受負荷時，拉伸彈簧的圈與圈之間壹般都是並緊的沒有間隙。
什麽是壓縮彈簧？
壓縮彈簧是承受向壓力的螺旋彈簧，它所用的材料截面多為圓形，也有用矩形和多股鋼縈卷制的，彈簧壹般為等節距的，壓縮彈簧的形狀有：圓柱形、圓錐形、中凸形和中凹形以及少量的非圓形等，壓縮彈簧的圈與圈之間有壹定的間隙，當受到外載荷時彈簧收縮變形，儲存變形能。
什麽是扭力彈簧？ 扭力彈簧利用杠桿原理，通過對材質柔軟、韌度較大的彈性材料的扭曲或旋轉，使之具有極大的機械能。
[編輯本段]彈簧各部分名稱:
（1）彈簧絲直徑d:制造彈簧的鋼絲直徑。
（2）彈簧外徑D:彈簧的最大外徑。
（3）彈簧內徑D1：彈簧的最小外徑。
（4）彈簧中徑D2：彈簧的平均直徑。它們的計算公式為：D2＝（D＋D1）÷2＝D1＋d＝D－d
（5）t:除支撐圈外，彈簧相鄰兩圈對應點在中徑上的軸向距離成為節距，用t表示。
（6）有效圈數n:彈簧能保持相同節距的圈數。
（7）支撐圈數n2：為了使彈簧在工作時受力均勻，保證軸線垂直端面、制造時，常將彈簧兩端並緊。並緊的圈數僅起支撐作用，稱為支撐圈。壹般有1.5T、2T、2.5T，常用的是2T。
（8）總圈數n1: 有效圈數與支撐圈的和。即n1=n+n2.
（9）自由高H0:彈簧在未受外力作用下的高度。由下式計算：H0=nt+(n2-0.5)d=nt+1.5d (n2=2時)
（10）彈簧展開長度L：繞制彈簧時所需鋼絲的長度。L≈n1 (ЛD2)2+n2 (壓簧) L=ЛD2 n+鉤部展開長度（拉簧）
（11）螺旋方向：有左右旋之分，常用右旋，圖紙沒註明的壹般用右旋。
(12) 彈簧旋繞比；中徑D與 鋼絲直徑d之比
[編輯本段]彈簧的規定畫法
（1）在平行螺旋彈簧線的視圖上，各圈的輪廓線畫成直線。
（2）有效圈數在4圈以上的彈簧，可只畫出其兩端1～2圈（不含支撐圈）。中間用通過彈簧鋼絲中心的點畫線連起來。
（3）在圖樣上，當彈簧的旋向不作規定時，螺旋彈簧壹律畫成右旋，左旋彈簧也畫成右旋，但要註明“左”字。
[編輯本段]彈簧的應用
大多數材料都有不同程度的彈性，如果將其彎曲，便會以很大的力量恢復其原形。在人類歷史上，壹定很早就註意到樹苗和幼樹的樹枝有很大的撓性，因為許多原始文化利用這壹特性，在特制的門後或籠子後楔上壹根棍，或者用活結套在壹根桿上向下拉；壹旦松開張力，這根棍或桿就會往回彈。他們就用這種辦法來捕捉飛禽走獸。實際上，弓就是按這種方式利用幼樹彈性的彈簧；先向後拉弓，然後撒手，讓其回彈。中世紀時，這種想法開始出現在機械上，如紡織機、車床、鉆機、磨面機和鋸。操作者用手或腳踏板給出下壓沖程，將工作機械往下拉，這時用繩索固定在機械上的壹根桿彈回，產生往復運動。
彈性材料的抗扭性不壓於它的抗撓性。希臘帝國時期 （大概是公元前4世紀）發明了用搓成的腱繩或毛繩拉緊的扭簧，用以代替簡單的彈簧來加強石弩和拋石機的威力。這時人們開始認識到，金屬比木頭、角質或任何這類有機物質的彈性更大。菲洛 （其寫作年代約為公元前200年）把它作為壹項新發現來進行介紹。他估計讀者是難以置信的。凱爾特人和西班牙人的劍的彈性，引起了他的亞歷山大城的前輩的註意。為了弄清楚劍為什麽有彈性，他們進行了許多實驗。結果他的師傅克特西比發明了拋石機，拋石機的彈簧是用彎曲的青銅板作成的——實際上是最早的片簧；菲洛本人又進壹步改進了這些拋石機。富有創造性的克特西比在發明這種拋石機後，又想出了另壹種拋石機—壹它利用汽缸內空氣在受壓的情況下產生的彈性工作。
在很久以後人們才想到：如果壓縮壹根螺旋桿，而不是彎曲壹根直桿，那麽金屬彈簧儲存的能量就會更大。據伯魯涅列斯基的小傳記載，他制作過壹口鬧鐘，其中使用了若幹代彈簧。最近有人指出，在附有壹些奇特的螺旋彈簧鐘表圖的15世紀末葉的壹本機械手冊中有這架鬧鐘的圖樣。這類彈簧也用於現代的捕鼠器。帶圈簧 （水平壓縮而不是垂直壓縮的彈簧）的鐘表，在1460年左右肯定已開始使用了，但基本上是皇室的奢侈品，大約又過了1個世紀，帶彈簧的鐘表才成為中產階級人士的標誌。
控制流動方向的閥門
由於閥門只讓水或其他流體（如空氣）沿壹個方向流動，幾乎可以肯定地說，它最先是作為需要這種運動的早期工具——風箱的壹個部件出現的。阿格裏科拉在研究文藝復興時期的冶金學的文章中說，鍛鐵爐風箱有壹個比風眼稍長和稍寬的薄板，“薄板上覆蓋著山羊皮，是用皮帶捆在板上的，毛邊壹側沖地面”。放置的方式是：當風箱鼓起來時，薄板打開；當風箱收縮時，薄板關閉。”瓣閥肯定遠比阿格裏科拉的時代為早，同楔形板風箱壹樣古老。但它問世的具體年代卻很難確定，因為瓣閥這個術語來自古老的皮袋型風箱 （在這種風箱中，操作的人可以用腳或手將風眼堵住）。顯然，最早的模型大約是希臘王朝時代的青銅燈，但在羅馬後期的詩人奧素尼烏斯之前還沒有人提到過青銅燈的閥門。奧索尼烏斯把陸上快咽氣的魚的鰓。比作在掬木腔內往復運動時通過孔眼交替進風和擋風的羊毛閥。
可以說，機械上使用閥門的歷史起始於克特西比的壓力泵。維脫勞維斯和赫羅對壓力泵作了詳細的說明，他們說：“靈巧地安在管道口內的環形薄片，不會讓壓入容器的東西再往回跑。”看來克特西比壓力泵的原始瓣閥呈長筒形，那時已用來搞屋頂通風。後來改用矩形閥，但名稱仍保持不變。已經修復了幾臺羅馬壓力泵，其閥門已嚴重腐蝕，但還是可以辨認出來。赫倫在講到用雙氣缸壓力泵作滅火器時，還介紹了壹種原始的跳動活門，壹些在三根彎柱上滑上滑下的小圓盤。克特西比的水力機件有用來控制空氣進入管道的滑閥。除此以外，在文藝復興時期前，所有的泵和風箱閥都是瓣閥 （或鉸形閥）。
達·芬奇發明的壹種錐形跳動舌門，無疑是拉梅利的機械發明手冊
（1588）中所畫的那些舌門的來源。跟拉梅利同時代的阿勒奧蒂，在自動木偶戲中采用了壹種蝴蝶閥來控制管道內的水流。但是，從赫倫的時代直到發明蒸汽機，這些跳動舌門沒有壹種得到廣泛應用，各種閥門也沒有什麽變化。蒸汽機（需要對流入和流出順序進行更精確的控制）導致了跟發動機的運轉有關的精密閥門的出現，這些閥門包括紐科門設計的釋放積蓄在氣缸中的空氣的“噴氣閥”、默多克的滑閥（1799）和使雙動發動機的活塞保持平衡的平衡閥。
空氣泵
德國馬德堡市市長蓋裏克對科學家和哲學家關於形成真空的可能性的爭論很感興趣。作為壹個受過專門教育的工程師，他決定通過實驗來解決這個問題。公元1650年，他制造出了第壹臺空氣泵——像壹臺手工操作的水泵，但有制造精密的零件，不透氣。這臺空氣泵是成功的。他指出，在壹個抽盡了空氣的容器內，聽不到鐘響，蠟燭不燃燒，動物也會悶死。
他的大規模的演示是十分壯觀的。有壹次實驗是當著皇帝斐迪南三世的面在其宮廷前面的空曠處進行的。在這個實驗中，在直徑12英尺的兩個半球的周邊凸緣上塗上潤滑脂，將兩個半球的凸緣嵌合，然後將球內空氣抽盡。將8匹馬分成兩組拉拴在每個半球上的鋼索也未能將其分開，可是放進空氣後，它們就分開了。在公元1654年的另壹次實驗，是將壹個立式開口圓筒活塞下面抽成真空，用50人拉拴在活塞上的繩子，他們反而被活塞拉動了。人們就是用這種方法來使活塞做功的；活塞的下面必須始終有壹個真空。
但是，沒有空氣泵能形成真空嗎？經過許多年之後，人們發現用蒸汽可以解決這個問題。公元1698年，托馬斯·薩弗裏第壹個利用蒸汽排水，使蒸汽通入密閉容器，然後在容器上噴冷水，使其中的蒸汽冷凝，從而產生真空。他利用這種真空從礦井抽水，又利用鍋爐蒸汽將容器中的水排空。這個循環過程反復進行。
薩弗裏的設備被稱為“礦工之友”。它沒有任何活塞或活動零件，也不是壹臺發動機，而只是壹臺泵而已。
在此以前的1690年，法國的丹尼斯·帕平已經制造出了壹個模型設備，壹個直徑2．5英寸的活塞剛好能放進汽缸裏。在汽缸內盛少量的水，他就能夠通過連續地將水加熱和冷卻的辦法，證明汽缸冷卻時在活塞下面形成真空。雖然這種設備沒有得到實際應用，但卻是第壹臺利用冷凝蒸汽推動活塞和做功的設備。
公元 1712年，將居裏克、帕平和薩弗裏的上述3項成就結合在壹起，達特默思的托馬斯·紐科門制成了壹臺實用的蒸汽機。
胡克發明了萬向節
公元1676年，被譽為“英國的達·芬奇”的羅伯特·胡克發表了他關於
“太陽鏡”的演說。這是壹臺采用反射鏡系統安全地觀測太陽的儀器。這臺儀器是用他新奇的萬向節進行操縱的。萬向節是壹種萬能儀器……用來通過任何不規則的彎曲軌道產生環形運動。雖然胡克比較詳細地講過這種新儀器的制造方法，並且含糊地指出，這種儀器可能在各方面獲得應用，但他自己只想用它來進行天文觀測，或用在時鐘和日規的設計中，故在當時沒有引起多少人註意。
胡克是個才華橫溢的人，他在系統提出物理學、化學和地質學方面的革命性理論之余，在倫敦咖啡館內同思想相近的朋友們無休止地討論之余，抽空兒搞了二十幾項發明。他的日記通常略為提及某些新設想是如何在他的高度活躍的頭腦中逐步醞釀成形的。英國皇家學會會議記錄，記載了那些使他最新的發現得以馳名的實驗。
但是，日記並沒有講他在萬向節上花費了許多時間；他也不曾想學會演示萬向節。就這種機器而言，發明完全屬於他個人看來是勿容置疑的。但是，在動力傳輸方面，在19世紀的運輸革命之前，和許多其他的發明壹樣，並不需要壹個具有向各個方向傳動的自由接頭。
瓦拉發明了調速器
瓦特在1789年發明的蒸汽機中使用的離心調速器，在當時引起的轟動不是太大；瓦特重視動力系統，只把調速器看成是蒸汽機上的壹個附件。然而它是第壹臺通過改變燃料輸入量而有效地控制速度的裝置，是使壹臺機器能進行自動調節的壹切反饋裝置的鼻祖，在發明史上的地位已確定無疑。瓦特的調速器是由壹對離心擺組成，最遠處與蒸汽機的旋轉飛輪相連，直接連在壹個套筒上，套筒又與汽缸的進汽閥連接。當飛輪轉動較快時，兩個球體就向外擺動，使套筒下降；當速度減慢時，球體就隨之下垂，迫使套筒上升。汽閥可開大開小，以維持均勻的速度。
瓦特調速器的歷史，也許可追溯到中世紀和文藝復興時期機器上有時用來代替飛輪的球—鏈裝置或球—桿裝置。然而這些裝置只發揮飛輪的功能，通過貯存能量、使鉆床或曲柄產生較有規律的運動來帶動工具越過“死點”；它們不能控制速度或功率輸入，最多只是對調速器的造型有所啟發。直到力學發展了，人們知道了鐘擺的性能，懂得了離心力後，才有人想到利用球—桿組合裝置來進行控制。
磨坊工人經常碰到的壹個問題是無法利用強風力。因為當軸旋轉很快時，磨石容易向上移動，擴大兩塊磨石之間的距離，以至夾在兩塊磨石當中的谷粒不能完全磨碎。人們靠手將兩塊磨石拉緊，使它們之間保持適當的距離。直到1787年，托馬斯·米德才想出壹種方法，將兩個擺分開掛在驅動磨石的正齒輪上，通過鏈條和萬向節提升和調節拉桿。另壹對擺與風車翼板相連，這樣就使後者隨速度的變化而張合。磨坊工人只要改變翼板承受的風力，就能調節旋轉軸的速度。兩年後，斯蒂芬·胡珀用齒條和扇形齒輪代替鏈條，設計了壹臺可以同它匹敵的機器，取得了專利權。