扭簧

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扭簧

  • 发布时间:2022-07-17

  • 编辑:东莞弹簧厂

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  说起扭簧,不知道我们是否熟悉,想必我们都听过弹簧吧,这是一种类似于弹簧的机械结构,在机械领域发挥了重大作用。关于扭簧的设计方面我们需要特别关注一下,包括扭簧的设计原理、设计流程、设计结构、设计标准,了解这些后,我们对扭簧的认识会更加深刻,现在让我们一起来详细的了解下吧。

  

扭簧

  扭簧是一种机械蓄力结构,主要用于古代弩炮和其他弩类远射武器。扭力弹簧通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料的扭曲或旋转进行蓄力,利用杠杆原理释放,使被发射物具有一定的机械能。

  

扭簧

  主要参数

  

  d (弹簧线径) :该参数描述了弹簧线的直径。

  

  D` (心轴更大直径):该参数描述的是工业应用中弹簧轴的更大直径,公差±2%。

  

  D1 (内径): 弹簧的内径等于外径减去两倍的线径。扭簧在工作过程中,内径可以减小到心轴直径。

  

  D2 (外径) : 等于内径加上两倍的线径。扭簧在工作过程中,外径将变小。

  

  H0(自由长度):弹簧不受任何外力时的长度。

  

  σ1(安装应力):扭转至安装角度时弹簧所承受应力大小。

  

  σ2(工作应力):扭转至工作作度时弹簧所承受应力大小。

  

  σs(试验应力): 材料所能承受弹簧工作时的极限应力。

  

  T` (弹簧刚度): 这个参数确定弹簧工作时的阻力。单位 牛顿 * 毫米/度。

  

  螺旋方向 : 右旋弹簧反时针方向旋,左旋弹簧顺时针方向旋。

  

扭簧

  扭簧设计

  

  扭簧设计原理

  

  扭簧利用杠杆的原理,通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料的扭曲或旋转,使之具有极大的机械能。是承受扭转变形的弹簧,它的工作部分也是各圈或是紧密围绕或是分开围绕。扭转弹簧的端部结构是加工成各种形状的扭臂,由单扭至双扭,乃至各种扭杆之变形,得依设计成型。扭转弹簧常用于机械中的平衡机构,在汽车、机床、电器等工业生产中广泛应用。

  

  目前,广泛应用的弹簧应力和变形的计算公式是根据材料力学推导出来的。若无一定的实际经验,很难设计和制造出高精度的弹簧,随着设计应力的提高,以往的很多经验不再适用。例如,弹簧的设计应力提高后,螺旋角加大,会使弹簧的疲劳源由簧圈的内侧转移到外侧。

  

  扭簧的设计流程

  

  现很大部份产品都是先设计外观和结构,再来考虑用什么样的弹簧去实现功能,此时扭簧的设计流程需要围绕现有的结构。当结构被设计好以后再来设计扭簧时,扭簧就有一个空间大小的限制。首先我们要先明白这个结构需要用到什么样式的扭簧、扭簧内径和外径限制、扭簧臂长限制,扭簧的安装角度限制、扭簧工作角度及对应的扭矩大小限制。扭簧的设计需要在这些限制内进行,通过这些数据我们就可以推导出合适这些限制的弹簧参数。

  

  扭簧设计结构

  

  扭簧的设计结构主要需要满足产品的安装及工作性质。弹簧的安装主要是扭臂的形状,这个受产品的空间限制,扭簧设计需要根据空间大小选择合适的扭簧样式。工作性质主要体现于弹簧需要实现的工作方式,比如弹簧是向左扭还是向右扭或是左右都会扭、弹簧的工作频率属于动载荷还是静载荷,弹簧的工作环境是常温还是高温或是低温,弹簧的防腐要求等。这些方面会直接影响到弹簧的结构、选材及设计方法。下图为弹簧的常见结构。

  

扭簧

  设计标准

  

  弹簧的设计标准主要是通过正确的设计方法去实现产品的工作要求,设计的公式及方法可以参考《弹簧手册》。这里列出扭簧设计所需的几个主要设计公式:

  

  扭簧刚度公式,Ed^4/3670/Dn(单位Nmm/°)

  

  扭簧扭矩公式, Ed^4/3670/Dn*扭转角度

  

  弹簧允许的更大扭矩计算公式,πd^3/32*σs

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