橡胶弹簧是利用橡胶弹性变形实现弹簧作用的元件，因为它具有以下优点，所以在机械工程中应用日益广泛。

①形状不受限制，各个方向的刚度可以根据设计要求自由选择。

②弹性模量很小，可以得到较大的弹性变形，容易实现理想的非线性特性。

③具有较高的内阻，对突然冲击和高频振动的吸收以及隔声效果良好。

④同一橡胶弹簧能同时承受多向载荷，因而可使悬架系统的结构简化。

⑤安装和拆卸简便，而且无需润滑，有利于维护和保养。

橡胶弹簧的缺点是耐高低温性和耐油性比金属弹簧差。这些缺点通过橡胶聚合物的适当选择，可以在一定程度上得到改善。

1.橡胶弹簧的类型

橡胶弹簧按形状可以分为压缩型、剪切型和复合型三类。使产品具有这些形状是为了使橡胶弹簧各个方向的刚度比能适应广泛的性能要求。一般压缩型橡胶弹簧能承受较大的载荷，多用于载荷大或空间小的地方。剪切型橡胶弹簧一般用于希望主方向的刚度特别低的场合或载荷轻、转速低的机器支承上。在压缩型和剪切型橡胶弹簧的垂直刚度-刚度比均不能达到设计要求值时，需采用复合型橡胶弹簧。表3-53所示为橡胶弹簧通常采用的垂直刚度和横向刚度比值范围。

表3-53 垂直和横向刚度比

2.橡胶弹簧的变形计算

（1）拉伸和压缩变形

橡胶元件在简单拉伸和压缩变形时，其应力σ与应变ε之间的关系为

式中；

f——变形量；

h——橡胶元件高度；

E_a——表观弹性模量。

对于压缩变形，在主要应用范围内，一般。当时，可近似取

橡胶弹簧在压缩时，其表观弹性模量E_a与橡胶元件的几何形状有关，可表示为

垫圈：

衬套：

矩形块：

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式中 G——橡胶的切变模量；

i——几何形状和硬度影响系数；

HS——邵氏硬度；

s——形状系数，承载面积A_L与自由面积A_r之比值。直径为d、高为h的圆柱体：s=d/4h；长为a、宽为b、高为h的矩形块：s=ab/2（a+b）h，等等。

橡胶弹簧在拉伸时，表观弹性模量E_a为

（2）剪切变形

橡胶元件在受剪切力作用时，其切应力τ和切应变γ之间的关系为

式中 G_a——表观切变模量；

f_r——切变形量；

h——橡胶元件高度；

γ——切变形角。

橡胶的表观切变模量为

式中 j——弯曲变形影响系数；

i——几何形状和硬度影响系数，由式（3-317）确定；

ρ——回转半径，直径为d的圆柱体，ρ=d/4。

当橡胶圆柱体的h/d或矩形块的h/d（或b）之值小于0.5时，可略去弯曲变形的影响。对于较薄的橡胶衬套也按同样处理，可近似取

图3-99 切变模量和邵氏硬度的关系

（3）切变模量和硬度的关系

根据以上分析，橡胶弹簧在压缩或剪切下的应力和应变关系可以归结为确定橡胶的切变模量G。但是在技术条件中，一般并不规定切变模量，而是规定橡胶的硬度。

切变模量G（MPa）和邵氏硬度HS的关系如图3-99所示，在实用范围内可近似地表示为