彈簧工作原理:特性曲線與剛度
1 彈簧特性曲線
1、定義:表征彈簧載荷F、T與其變形l之間關系的曲線,稱為彈簧特性線。
2、載荷與變形:對于受壓或受拉的彈簧,載荷指壓力或拉力,變形是指彈簧壓縮量或伸長量;對于受扭轉的彈簧,載荷是指扭矩,變形是指扭角。
3、常見類型:按照結構型式不同,常見的彈簧特性曲線有如圖所示的四種:
彈簧的特性曲線應繪制在彈簧的工作圖上,作為檢驗與試驗的依據之一。同時還可在設計彈簧時,利用特性曲線進行載荷與變形關系的分析。
2 彈簧剛度
1、定義:
彈簧剛度是指使彈簧產生單位變形的載荷,用C和CT分別表示拉(壓)彈簧的剛度與扭轉彈簧的剛度,其表達式如下:
對于拉壓彈簧
對于扭轉彈簧
其中:F --- 彈簧軸向拉(壓)力;
λ --- 彈簧軸向伸長量或壓縮量;
T --- 扭轉彈簧的扭矩;
? --- 扭轉彈簧的扭轉角。
2、彈簧剛度與彈簧特性的關系
圖a)所示的直線型彈簧,其剛度為一常數。這種彈簧的特性曲線越陡,彈簧剛度相應愈大,即彈簧愈硬;反之則愈軟。
圖b)所示的彈簧特性曲線為剛度漸增型,即彈簧隨變形量的增大其剛度越大,且在最大或沖擊載荷作用時,仍具有較好的緩沖減振性能,故多使用彈簧特性曲線具有該型曲線的走向。
圖c)所示彈簧特性曲線為剛度漸減型,即彈簧剛度隨變形的增大而越小。為了在沖擊動能一定時,獲得較小沖擊力,則應使用具有剛度漸減型特性曲線的彈簧為宜。
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