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弹簧的制作标准

发布时间:2014-04-23 10:59:14点击率:

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,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。时,这种想法开始出现在机械上,如纺织机、车床、钻机、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。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。和的剑的弹性,引起了他的的前辈的注意。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1.5T、2T、2.5T,常用的是2T。
⑻总圈数n1: 有效圈数与支撑圈的和。即n1=n+n2.
⑼H0: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()
⑾螺旋方向:有左之分,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。
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