1、东莞安昂传动的 hiwin 导轨东莞安昂传动的 hiwin 导轨1.弹簧的简介:弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。一般用弹簧钢制成。用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、贮蓄能量、测量力的大小等,广泛用于机器、仪表中。弹簧的种类复杂多样,按形状分,主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧等。2.弹簧的历史:像大多数其他的基本机制,金属弹簧存在已久的青铜时代。即使是金属,木材被用作一个灵活的弓箭和军事弹射器的结构构件。在文艺复兴时期的,精确的钟表,使得精密弹簧第一次成为必然。十四世纪看到了发展的革命性天文导航的精确的时钟。世界的探索和征服欧洲殖民大国继续提供动力的钟表匠“科学与艺术。火器的另一个领域,推
2、动弹簧开发。十八世纪的工业革命来临之际,提出了要大,准确,廉价的弹簧。鉴于钟表匠弹簧往往手工制造,弹簧大规模生产材质为琴钢线或者类似的材料。先进的制造方法,使今天的弹簧是无处不在的。计算机控制线和板料折弯机允许自定义弹簧的加工,显然这是一种专用机械。弹簧只是个蓄能器,它有储存能量的功能,但不能慢慢地把能量释放出来,要实现慢慢释放这一功能应该靠“弹簧+大传动比机构”实现,常见于机械表。弹簧很早很早之前就有应用了,古代的弓和弩就是两种广义上的弹簧。弹簧的发明家严格意义上应该是英国科学家虎克(RobertHooke) ,虽然那时螺旋压缩弹簧已经出现并广泛使弹簧 压簧 拉簧 扭簧 卡箍塔簧 (14 张
3、) 用,但虎克提出了“虎克定律”弹簧的伸长量与所受的力的大小成正比,正是根据这一原理,1776 年,使用螺旋压缩弹簧的弹簧秤问世。不久,根据这一原理制作的专供钟表使用的弹簧也被虎克本人发明出来。而符合“虎克定律”的弹簧才是真正意义上的弹簧。碟形弹簧是法国人贝勒维尔发明的,是用金属板料或锻压坯料而成的截锥形截面的垫圈式弹簧。在近代工业出现之后,除了碟形弹簧之外还出现了气弹簧、橡胶弹簧、涡卷弹簧、模具弹簧、不锈钢弹簧、空气弹簧、记忆合金弹簧等新型弹簧。3.弹簧的参数:弹簧丝直径 d:制造弹簧的钢丝直径。弹簧外径 D2:弹簧的最大外径。弹簧内径 D1:弹簧的最小外径。弹簧中径 D:弹簧的平均直径。它
4、们的计算公式为: D=(D2+D1)2=D1+d=D2dt: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。有效圈数 n:弹簧能保持相同节距的圈数。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。总圈数 n1: 有效圈数与支撑圈的和。即 n1=n+n2.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)弹簧展开长度 L:绕制弹簧时所需钢丝的长度。Ln1 (D2)2+n2 (压簧)
5、L=D2 n+钩部展开长度(拉簧)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。弹簧旋绕比:中径 D 与钢丝直径 d 之比。4.弹性材料的抗扭性不压于它的抗挠性:东莞安昂传动的 hiwin 导轨东莞安昂传动的 hiwin 导轨弹性材料的抗扭性不压于它的抗挠性。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
6、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。5 弹簧的制作标准: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
7、 (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。6.弹簧的公式: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 5cmF=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 时受力大小由题意列方程:设弹簧原长为 a 则:10=k(0.07-a) 20=k(0.09-a) k=500N/m a=0.05m 因为 F=kx=5000.03=15N