圓錐螺旋彈簧

彈簧直徑和螺距都不變的圓柱螺旋彈簧的特性線是線性的,而圓錐螺旋彈簧的特性線則是非線性的。當圓錐螺旋彈簧受壓力的過程中,靠近大端的彈簧圈c值較大,彈簧較軟小端的c值較小,彈簧較硬。較軟部分的彈簧圈在工作時將首先並緊,在第一圈(從大端數起)並緊以前,彈簧的受力大小和變形仍成正比關係並緊以後,並緊的彈簧圈就不再參加工作。因而,隨著變形程度的增加,參加工作的彈簧圈數將越來越少,彈簧指數也越來越向小的方向發展,這就使彈簧越壓越硬。所以圓錐旋彈簣的特性線是一段直線和曲線的連線。圓錐螺旋彈簧只能用作壓縮彈簧。

基本介紹

• 中文名：圓錐螺旋彈簧
• 外文名：Conical spiral spring
• 特點：特性線為非線性
• 作用：只用作壓縮彈簧

圓錐螺旋彈簧分類

圓錐螺旋彈簧有等螺旋角的、等螺距的和拋物線迴轉面的。

等螺旋角圓錐彈簧

等螺旋角圓錐螺旋彈簧的彈簧絲的螺旋線的展開為一直線。設φ中為圓錐的頂角,今取圓錐的頂點B作為坐標原點,z軸向下。圓錐上任一點的半徑為r,軸向坐標為z,則有：

等螺旋角圓錐彈簧

另一方面可寫：

式中s表示螺旋線的弧線長度,從坐標原點B開始計算。

由上式可得：

在極坐標系統中,螺旋線的線素長度為：

製造彈簧工作圈的彈簧絲長度：

等螺距的圓錐彈簧

等螺距的圓錐彈簧,螺距h如常數,這種彈簧,當將坐標角φ增大2π,則螺旋線半徑增大一個常數值 此處φ為彈簧的圓錐角,因此有：

等螺距的圓錐彈簧

當φ等於0時，C=r_1；

φ等於2πi時，r=r₂.

代入上式，得：

因此,等螺距圓錐彈在平面上的投影為阿基米德螺旋線。當r=r₂時,彈簧的螺旋角最小,當r=r₁時,螺旋角最大。量大的螺旋角替通不超過6~8°。

製造彈簧工作圈的彈簧絲長度：

其中：

α：平均螺旋角。

S≈（r1+r2）πi

拋物線迴轉面彈簧

拋物線迴轉面彈簧

矩形截面的拋物線迴轉面彈簧為套用普遍的能承受大載荷的彈簧。它在平面上的投影是阿基米德螺旋線：

平面投影

它的螺旋角為常數。很容易證明,這種彈簧的教面重心所引起的表面為拋物線迴轉.

這種螺旋線在坐標角為0至φ的區城中(即由r_i至r)的弧長S,等於：

阿基米德螺旋線的總長S的求法與前同。故彈簧線的長度為：