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大同彈簧的材質

作者:大同彈簧 來源:大同彈簧 時間:2014-10-31 15:46:57 次數:

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,一定很早就注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一特性,在特制的門后或籠子后楔上一根棍,或者用活結套在一根桿上向下拉;一旦松開張力,這根棍或桿就會往回彈。
制作標準

材料應用

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,一定很早就注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一特性,在特制的門后或籠子后楔上一根棍,或者用活結套在一根桿上向下拉;一旦松開張力,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;先向后拉弓,然后撒手,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一根桿彈回,產生往復運動。
彈性材料的抗扭性不亞于它的抗撓性。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)把它作為一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注意。為了弄清楚劍為什么有彈性,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;菲洛本人又進一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后,又想出了另一種拋石機—一它利用汽缸內空氣在受壓的情況下產生的彈性工作。
在很久以后人們才想到:如果壓縮一根螺旋桿,而不是彎曲一根直桿,那么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,他制作過一口鬧鐘,其中使用了若干代彈簧。有人指出,在附有一些奇特的螺旋彈簧鐘表圖的15世紀末葉的一本機械手冊中有這架鬧鐘的圖樣。這類彈簧也用于現代的捕鼠器。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志。
彈力公式

F=kx,F為彈力,k為勁度系數,x為彈簧拉長的長度
比如要測試一款5N的彈簧:
用5N力拉勁度系數為100N/m的彈簧,則彈簧被拉長5cm
F=kx,k是勁度系數(單位為牛頓每米),x是彈簧伸長量(單位為米),這定律叫胡克定律
比如:
一彈簧受大小為10N的拉力時,總長為7cm,受大小為20N的拉力時,總長為9cm,求原長和伸長3cm時受力大小
彈簧參數

⑴彈簧絲直徑d:制造彈簧的鋼絲直徑。
⑵彈簧外徑D2:彈簧的最大外徑。
⑶彈簧內徑D1:彈簧的最小外徑。
⑷彈簧中徑D:彈簧的平均直徑。它們的計算公式為:D=(D2+D1)÷2=D1+d=D2-d
⑸節距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。
⑹有效圈數n:彈簧能保持相同節距的圈數。
⑺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,常將彈簧兩端并緊。并緊的圈數僅起支撐作用,稱為支撐圈。一般有1.5d、2d、2.5d,常用的是2d。
⑻總圈數n1: 有效圈數與支撐圈的和。即n1=n+n2.
⑼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)
⑽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)
⑾螺旋方向:有左右旋之分,常用右旋,圖紙沒注明的一般用右旋。
⑿ 彈簧旋繞比:中徑D與鋼絲直徑d之比。
符號單位

A——彈簧材料截面面積(mm²);當量彎曲剛度(N/mm);系數
a——距形截面材料垂直于彈簧軸線的邊長(mm);系數
B——平板的彎曲剛度(N/mm);系數
b——高徑比;距形截面材料平行于彈簧軸線的邊長(mm);系數
C——螺旋彈簧旋繞比;碟簧直徑比;系數
D——彈簧中徑(mm)
D1——彈簧內徑(mm)
D2——彈簧外徑(mm)
d——彈簧材料直徑(mm)
E——彈簧模量(MPa)
F——彈簧的載荷(N)
F’——彈簧的剛度
Fj——彈簧的工作極限載荷(N)
Fo——圓柱拉伸彈簧的初拉力(N)
Fr——彈簧的徑向載荷(N)
F’r——彈簧的徑向剛度(N/mm)
Fs——彈簧的試驗載荷(N)
f——彈簧的變形量(mm)
fj——工作極限載荷Fj下的變形量(mm)
fr——彈簧的靜變形量(mm)
fs——試驗載荷Fs下彈簧的變形量(mm);線性靜變形量(mm)
fo——拉伸彈簧對應于處拉力Fo的假設變形量(mm);膜片的中心變形量(mm)
G——材料的切變模量(MPa)
g——重力加速度,g=9800mm/s²
H——彈簧的工作高(長)度(mm)
Ho——彈簧的自由高(長)度(mm)
Hs——彈簧試驗載荷下的高(長)度(mm)
h——碟形彈簧的內載錐高度(mm)
I——慣性矩(mm4)
Ip——極慣性矩(mm4)
K——曲度系數;系數
Kt——溫度修正系數
σ——彈簧工作時的正應力(Mpa)
σb——材料抗拉強度(Mpa)
σj——材料的工作極限應力(Mpa)
σs——材料的抗拉屈服點(Mpa)
τ——彈簧工作時的切應力(Mpa)
k——系數
L——彈簧材料的展開長度(mm)
l——彈簧材料有效工作圈展開長度(mm);板彈簧的自由弦長(mm)
M——彎曲力矩(N·mm)
m——作用于彈簧上物體的質量(kg)
ms——彈簧的質量(kg)
N——變載荷循環次數
n——彈簧的工作圈數
nz——彈簧的支承圈數
n1——彈簧的總圈數
pˊ——彈簧單圈的剛度(N/mm)
R——彈簧圈的中半徑(mm)
R1——彈簧圈的內半徑(mm)
R2——彈簧圈的外半徑(mm)
r——阻尼系數
S——安全系數
T——扭矩;轉矩(N·mm)
Tˊ——扭轉剛度(N·mm /(º))
t——彈簧的節矩
tc——鋼索節距(mm)
U——變形能(N·mm);(N·mm·rad)
V——彈簧的體積(mm³)
v——沖擊體的速度(mm/s)
Zm——抗彎截面系數(mm³)
Zt——抗扭截面系數(mm³)
α——螺旋角(º);系數
β——鋼索擰角(º);圓錐半角(º);系數
δ——彈簧圈的軸向間隙(mm)
δr——組合彈簧圈的徑向間隙(mm)
ζ——系數
η——系數
θ——扭桿單位長度的扭轉角(rad)
κ——系數
μ——泊松比;長度系數
ν——彈簧的自振頻率(Hz)
Vr——彈簧所受變載荷的激勵頻率(Hz)
τb——材料的抗剪強度(Mpa)
τj——彈簧的工作極限切應力(Mpa)
τo——材料的脈動扭轉疲勞極限(Mpa)
τs——材料的抗扭屈服點(Mpa)
τ-1——材料的對稱循環扭轉疲勞極限(Mpa)
φ——扭轉變形角(º);(rad)

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