多層扭轉彈簧的製作方法

2023-05-22 17:08:21

專利名稱：多層扭轉彈簧的製作方法
技術領域：
本發明屬於彈簧的改進。
本發明以前的扭轉彈簧，為增大扭轉角，都採用在單層上增加圈數的方法，不僅因長度增加而體積增大，容易變形，並且不適宜於大扭矩的彈簧。
發明人的目的在於發明一種新型扭簧，具有相對較大的扭轉角，且體積相對較小。
這種多層扭轉彈簧的構造很簡單，它是用一根彈性鋼條盤成圓形，只是在盤繞時將彈簧盤成3層以上(含3層)，每層的圈數由內向外逐漸減少，每一層的每圈彈簧之間留有縫隙，該縫隙由內層向外層逐漸減小，即相對內層的縫隙較大。但最大的縫隙一般不大於彈性鋼條的直徑。彈性鋼條的橫截面，可以是圓形、方形、矩形，但最好是鼓形。為了使這種多層扭轉彈簧便於使用，可使這種彈簧的兩個引出頭分別處於多層扭轉彈簧的兩側，這時可把多層扭轉彈簧盤繞成奇數層。
設計這種多層扭轉彈簧可按下述步驟和公式進行。
首先，根據彈簧扭矩(含彈簧材料性質、橫截面積等)算出每圈彈簧的最大扭轉角θ，可按單層扭轉彈簧的計算方法計算，屬公知技術，不再贅述。
其次，由整個扭轉彈簧的最大扭轉角φ，按下式算出該扭轉彈簧需盤繞的總圈數
N≥φ／θ再次，根據彈簧所允許的盤繞長度L和彈性鋼條的橫截面直徑d，按下式算出最裡層的圈數n1n1＝ (L)/(Kd)其中K為最裡層的縫隙係數，一般可取1.2～1.8之間。這樣算出的n1，最好用下式驗算一下n1· (d)/(D) ＝(0.7～1.3)其中D為盤繞的扭轉彈簧的內徑。
最後，根據下式算出該多層扭轉彈簧需盤繞的層數m。(m≥3)m＝2N／(2n1－m＋1)即m=(2n1+1)-(2n1+1)2-8N2]]>(小數點後取整)繞制這種多層扭轉彈簧的材料一般以65一錳鋼或60Si2Mn合金彈簧鋼為宜，也可採用其他合金彈簧鋼。其橫截面積的確定，除考慮扭矩外，還應考慮實際應用中所承受的剪切力。


圖1是這種多層扭轉彈簧的一種實施例。材料為60Si2Mn，總圈數N＝18，總扭轉角φ＝360°，彈簧鋼條的橫截面積為3×3mm2，內徑D＝20mm，盤繞層數m＝3。圖中顯示內層每圈彈簧間的縫隙小於相對外層的每圈彈簧間的縫隙。
繞制這種多層扭轉彈簧，繞制方法與繞制普通扭簧方法基本一致，一般可不需要特殊繞制工具。需注意的是，當繞完每一層所需圈數後，在不改變繞制方向的情況下，要改變彈簧鋼絲沿軸向所受的張緊力方向和大小。例如第一層(內層)是沿軸向朝左張緊的，當繞制完第一層所需圈數後，不改變繞制方向，變沿軸向朝左張緊為沿軸向朝右張緊，彈簧鋼絲自然向右升到第二層。此時，改變沿軸向張緊力的大小，按第二層彈簧所需的間距，繼續盤繞至第二層所需圈數，再改變為沿軸向朝左受力張緊，彈簧鋼絲自然向上升到第三層。此時，又改變沿軸向張緊力的大小，按第三層彈簧所需的間距，繼續盤繞至第三層所需圈數。依次類推。
本發明創造設計簡單，製作容易，為那些需大扭轉角，體積小，扭矩力作用於兩平面的扭轉彈簧提供了一種新的設計方案。
權利要求1.一種多層扭轉彈簧，用一根彈性鋼條盤繞成圓形，其特徵在於盤繞時將彈簧盤成3層以上(含3層)，每層的盤繞圈數由內向外逐漸減少，每圈彈簧之間留有縫隙，且相對內層的縫隙較大。
2.權利要求1所說的多層扭轉彈簧，其特徵在於所用的彈性鋼條的橫截面為鼓形。
3.權利要求1、2所說的多層扭轉彈簧，其特徵在於盤繞的層數為奇數。
專利摘要本實用新型屬於扭轉彈簧的改進。本實用新型是用一根彈性鋼條盤成3層以上的圓形，內層的圈數多於外層圈數，內層每圈彈簧之間的間隙略大於相對外層每圈彈簧間的間隙，彈性鋼條的橫截面為圓形、方形、矩形或鼓形。
文檔編號F16F3/04GK2042131SQ8821455
公開日1989年8月2日 申請日期1988年9月28日 優先權日1988年9月28日
發明者薛榮生 申請人:薛榮生