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大同弹簧的材质

作者:大同弹簧 来源:大同弹簧 时间:2014-10-31 15:46:57 次数:

大多数材料都有不同程度的弹性,如果将其弯曲,便会以很大的力量恢复其原形。在人类历史上,一定很早就注意到树苗和幼树的树枝有很大的挠性,因为许多原始文化利用这一特性,在特制的门后或笼子后楔上一根棍,或者用活结套在一根杆上向下拉;一旦松开张力,这根棍或杆就会往回弹。
制作标准

材料应用

大多数材料都有不同程度的弹性,如果将其弯曲,便会以很大的力量恢复其原形。在人类历史上,一定很早就注意到树苗和幼树的树枝有很大的挠性,因为许多原始文化利用这一特性,在特制的门后或笼子后楔上一根棍,或者用活结套在一根杆上向下拉;一旦松开张力,这根棍或杆就会往回弹。他们就用这种办法来捕捉飞禽走兽。实际上,弓就是按这种方式利用幼树弹性的弹簧;先向后拉弓,然后撒手,让其回弹。中世纪时,这种想法开始出现在机械上,如纺织机、车床、钻机、磨面机和锯。操作者用手或脚踏板给出下压冲程,将工作机械往下拉,这时用绳索固定在机械上的一根杆弹回,产生往复运动。
弹性材料的抗扭性不亚于它的抗挠性。希腊帝国时期 (大概是公元前4世纪)发明了用搓成的腱绳或毛绳拉紧的扭簧,用以代替简单的弹簧来加强石弩和抛石机的威力。这时人们开始认识到,金属比木头、角质或任何这类有机物质的弹性更大。菲洛 (其写作年代约为公元前200年)把它作为一项新发现来进行介绍。他估计读者是难以置信的。凯尔特人和西班牙人的剑的弹性,引起了他的亚历山大城的前辈的注意。为了弄清楚剑为什么有弹性,他们进行了许多实验。结果他的师傅克特西比发明了抛石机,抛石机的弹簧是用弯曲的青铜板作成的——实际上是最早的片簧;菲洛本人又进一步改进了这些抛石机。富有创造性的克特西比在发明这种抛石机后,又想出了另一种抛石机—一它利用汽缸内空气在受压的情况下产生的弹性工作。
在很久以后人们才想到:如果压缩一根螺旋杆,而不是弯曲一根直杆,那么金属弹簧储存的能量就会更大。据伯鲁涅列斯基的小传记载,他制作过一口闹钟,其中使用了若干代弹簧。有人指出,在附有一些奇特的螺旋弹簧钟表图的15世纪末叶的一本机械手册中有这架闹钟的图样。这类弹簧也用于现代的捕鼠器。带圈簧 (水平压缩而不是垂直压缩的弹簧)的钟表,在1460年左右肯定已开始使用了,但基本上是皇室的奢侈品,大约又过了1个世纪,带弹簧的钟表才成为中产阶级人士的标志。
弹力公式

F=kx,F为弹力,k为劲度系数,x为弹簧拉长的长度
比如要测试一款5N的弹簧:
用5N力拉劲度系数为100N/m的弹簧,则弹簧被拉长5cm
F=kx,k是劲度系数(单位为牛顿每米),x是弹簧伸长量(单位为米),这定律叫胡克定律
比如:
一弹簧受大小为10N的拉力时,总长为7cm,受大小为20N的拉力时,总长为9cm,求原长和伸长3cm时受力大小
弹簧参数

⑴弹簧丝直径d:制造弹簧的钢丝直径。
⑵弹簧外径D2:弹簧的最大外径。
⑶弹簧内径D1:弹簧的最小外径。
⑷弹簧中径D:弹簧的平均直径。它们的计算公式为:D=(D2+D1)÷2=D1+d=D2-d
⑸节距t:除支撑圈外,弹簧相邻两圈对应点在中径上的轴向距离成为节距,用t表示。
⑹有效圈数n:弹簧能保持相同节距的圈数。
⑺支撑圈数n2:为了使弹簧在工作时受力均匀,保证轴线垂直端面、制造时,常将弹簧两端并紧。并紧的圈数仅起支撑作用,称为支撑圈。一般有1.5d、2d、2.5d,常用的是2d。
⑻总圈数n1: 有效圈数与支撑圈的和。即n1=n+n2.
⑼自由高H0:弹簧在未受外力作用下的高度。由下式计算:H0=nt+(n2-0.5)d=nt+1.5d (n2=2时)
⑽弹簧展开长度L:绕制弹簧时所需钢丝的长度。L≈n1 (ЛD2)2+n2 (压簧) L=ЛD2 n+钩部展开长度(拉簧)
⑾螺旋方向:有左右旋之分,常用右旋,图纸没注明的一般用右旋。
⑿ 弹簧旋绕比:中径D与钢丝直径d之比。
符号单位

A——弹簧材料截面面积(mm²);当量弯曲刚度(N/mm);系数
a——距形截面材料垂直于弹簧轴线的边长(mm);系数
B——平板的弯曲刚度(N/mm);系数
b——高径比;距形截面材料平行于弹簧轴线的边长(mm);系数
C——螺旋弹簧旋绕比;碟簧直径比;系数
D——弹簧中径(mm)
D1——弹簧内径(mm)
D2——弹簧外径(mm)
d——弹簧材料直径(mm)
E——弹簧模量(MPa)
F——弹簧的载荷(N)
F’——弹簧的刚度
Fj——弹簧的工作极限载荷(N)
Fo——圆柱拉伸弹簧的初拉力(N)
Fr——弹簧的径向载荷(N)
F’r——弹簧的径向刚度(N/mm)
Fs——弹簧的试验载荷(N)
f——弹簧的变形量(mm)
fj——工作极限载荷Fj下的变形量(mm)
fr——弹簧的静变形量(mm)
fs——试验载荷Fs下弹簧的变形量(mm);线性静变形量(mm)
fo——拉伸弹簧对应于处拉力Fo的假设变形量(mm);膜片的中心变形量(mm)
G——材料的切变模量(MPa)
g——重力加速度,g=9800mm/s²
H——弹簧的工作高(长)度(mm)
Ho——弹簧的自由高(长)度(mm)
Hs——弹簧试验载荷下的高(长)度(mm)
h——碟形弹簧的内载锥高度(mm)
I——惯性矩(mm4)
Ip——极惯性矩(mm4)
K——曲度系数;系数
Kt——温度修正系数
σ——弹簧工作时的正应力(Mpa)
σb——材料抗拉强度(Mpa)
σj——材料的工作极限应力(Mpa)
σs——材料的抗拉屈服点(Mpa)
τ——弹簧工作时的切应力(Mpa)
k——系数
L——弹簧材料的展开长度(mm)
l——弹簧材料有效工作圈展开长度(mm);板弹簧的自由弦长(mm)
M——弯曲力矩(N·mm)
m——作用于弹簧上物体的质量(kg)
ms——弹簧的质量(kg)
N——变载荷循环次数
n——弹簧的工作圈数
nz——弹簧的支承圈数
n1——弹簧的总圈数
pˊ——弹簧单圈的刚度(N/mm)
R——弹簧圈的中半径(mm)
R1——弹簧圈的内半径(mm)
R2——弹簧圈的外半径(mm)
r——阻尼系数
S——安全系数
T——扭矩;转矩(N·mm)
Tˊ——扭转刚度(N·mm /(º))
t——弹簧的节矩
tc——钢索节距(mm)
U——变形能(N·mm);(N·mm·rad)
V——弹簧的体积(mm³)
v——冲击体的速度(mm/s)
Zm——抗弯截面系数(mm³)
Zt——抗扭截面系数(mm³)
α——螺旋角(º);系数
β——钢索拧角(º);圆锥半角(º);系数
δ——弹簧圈的轴向间隙(mm)
δr——组合弹簧圈的径向间隙(mm)
ζ——系数
η——系数
θ——扭杆单位长度的扭转角(rad)
κ——系数
μ——泊松比;长度系数
ν——弹簧的自振频率(Hz)
Vr——弹簧所受变载荷的激励频率(Hz)
τb——材料的抗剪强度(Mpa)
τj——弹簧的工作极限切应力(Mpa)
τo——材料的脉动扭转疲劳极限(Mpa)
τs——材料的抗扭屈服点(Mpa)
τ-1——材料的对称循环扭转疲劳极限(Mpa)
φ——扭转变形角(º);(rad)

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