汽车的螺旋弹簧的作用是什么?
钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的弹性元件。它是一种具有近似相等强度的弹性梁,由宽度相等但长度不等的合金弹簧片组成。当钢板弹簧安装在汽车悬架中,且垂直载荷为正时,每个弹簧板都会变形,并有向上弯曲的趋势。为了使每个工件在弹性变形期间能够相对滑动,在主工件的辊耳和第二工件的卷耳之间留有较大的间隙。有些悬架中的钢板弹簧两端不做成滚动耳,而是采用橡胶支撑垫等其他支撑连接方式。
根据运行时的不同载荷特性,螺旋弹簧可分为压缩、拉伸和扭转;根据结构特点可分为圆柱螺旋弹簧和变径螺旋弹簧;变径螺旋弹码局簧主要承受压缩载荷;根据其形状特点,可分为圆锥形、涡旋形、中凹形和中凸形。螺旋弹簧在生产和使用中,根据成型方法和材料直径的不同,也可分为大螺旋弹簧和小螺旋弹簧;前者通常为热成型,后者为冷成型。
螺旋弹簧是现代汽车中使用最广泛的弹簧。减震能力强,乘坐舒适性好;缺点是长度迟脊让大,占用空间大,安装位置的接触面也大,这使得悬架系统的布局难以非常紧凑。由于螺旋弹簧本身不能承受侧向力,独立悬野粗架必须采用复杂的组合机构,如四杆螺旋弹簧。考虑到乘坐舒适性,我们希望弹簧对于高频小振幅的地面冲击能稍微柔软一些,当冲击力较大时,能表现出更大的刚度,减少冲击行程。因此,弹簧需要同时具有两个或更多刚度。可以使用不同钢丝直径或不同节距的弹簧,其刚度随着载荷的增加而增加。
螺旋弹簧由弹簧钢制成,可制成等距等刚度或变刚度变节距。螺旋弹簧是一种缓冲元素,以其类似于螺旋的形状命名。具有无润滑、无污垢、重量轻、占地面积小等优点。与钢板弹簧相比,螺旋弹簧具有无润滑、不怕脏污、安装所需纵向空间小、弹簧质量小等优点。螺旋弹簧本身没有阻尼作用,只有缓冲作用。
可以缓解汽车走在不平路上造成的震动,可以减少摩擦力,螺旋弹簧也是一个很重要的零件,承受力很强大。
汽车的螺旋弹簧作用就是能够让座椅更加的舒适,同时也能够提供非常好的弹性,能够让乘坐的舒适度更高。
一是作为悬挂系统或底盘与地面的缓冲,也就是维持舒适性,二是使车子在行经不平路面时保持轮胎的贴地性。
螺旋弹簧详细资料大全
螺旋弹簧只是个蓄能器,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。螺旋弹簧很早很早之前就有套用了,古代的弓和弩就是两种广义上的螺旋弹簧。
基本介绍
中文名 :螺旋弹簧 外文名 :helical spring 构成 :弹簧钢丝绕制成 特点 :制容易;结构紧凑;能量利率高 本质 :用弹簧钢丝绕制成的螺旋状弹簧 属于 :蓄能器 胡克定律 :弹簧伸长量与所受力的大小成正比 发明家 :英国科学家胡克 历史,分类,常用单位,特点,主要功能,弹簧功能套用,测量功能,紧压功能,复位功能,带动功能,缓冲功能,振动发声功能,汽车弹簧, 历史 螺旋弹簧的发明家严格意义上应该是英国科学家胡克(RobertHooke),虽然那时螺旋压缩弹簧已经出现并广泛使用,但胡克提出了“胡克定律”——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胡克本人发明出来。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。 分类 1.按工作时受载荷的特性不同,可将螺旋弹簧分为压缩、拉伸和扭转三种; 2.按照结构特点,可分为圆柱螺旋弹簧和变径螺旋弹簧两大类;变径螺旋弹簧主要承受压缩载荷; 3.按其形状特点可分为圆锥形、涡卷形、中凹形和中凸形。 4.在生产和使用上,螺旋弹簧还可按成型方法与材料直径大小不同分为:大型螺旋弹簧和小型螺旋弹簧两类;前者通常是热成形,后者是冷成形。 5.其他分类 螺旋弹簧类型较多,按外型可分为: 普通圆柱螺旋弹簧; 变径螺拆举橡旋答敬弹簧。 按螺旋线方向可分为: 左旋弹簧; 右旋弹簧。 变径螺旋弹簧分为:圆锥螺旋弹簧、蜗卷螺旋弹簧、中凹形螺旋弹簧。 圆柱形螺旋弹簧,结构简单,制造方便,套用最广。其特性线为直线,可作压缩弹簧、拉伸弹簧和扭转弹簧。当载荷大而径向尺寸又有限制时,可将两个直径不同的压缩弹簧套在一起使用,成为组合弹簧。 常用单位 A——弹簧材料截面面积(mm²);当量弯曲刚度(N/mm);系数 a——距形截面材料垂直于弹簧轴线的边长(mm);系数 B——平板的弯曲刚度(N/mm);系数 b——高径比;距形截面材料平行于弹簧轴线的边长(mm);系数 C——螺旋弹簧旋绕比;碟簧直径比;系数 D——弹簧中径(mm) D1——弹簧内径(mm) D2——弹簧外径(mm) d——弹簧材料直径(mm) E——弹簧模量(MPa) F——弹簧的载荷(N) F’——弹簧的刚度 Fj——弹簧的工作极限载荷(N) Fo——圆柱拉伸弹簧的初拉力(N) Fr——弹簧的径向载荷(N) F’r——弹簧的径向刚度(N/mm) Fs——弹簧的试验载荷(N) f——弹簧的变形量(mm) fj——工作极限载荷Fj下的变形量(mm) fr——弹簧的静变形量(mm) fs——试验载荷Fs下弹簧的变形量(mm);线性静变形量(mm) fo——拉伸弹簧对应于处拉力Fo的假设变形量(mm);膜片的中心变形量(mm) G——材料的切变模量(MPa) g——重力加速度,g=9800mm/s² H——弹旅旁簧的工作高(长)度(mm) Ho——弹簧的自由高(长)度(mm) Hs——弹簧试验载荷下的高(长)度(mm) h——碟形弹簧的内载锥高度(mm) I——惯性矩(mm4) Ip——极惯性矩(mm4) K——曲度系数;系数 Kt——温度修正系数 ρ——材料的密度(kg/mm³;) σ——弹簧工作时的正应力(Mpa) σb——材料抗拉强度(Mpa) σj——材料的工作极限应力(Mpa) σs——材料的抗拉屈服点(Mpa) τ——弹簧工作时的切应力(Mpa) k——系数 L——弹簧材料的展开长度(mm) l——弹簧材料有效工作圈展开长度(mm);板弹簧的自由弦长(mm) M——弯曲力矩(N·mm) m——作用于弹簧上物体的质量(kg) ms——弹簧的质量(kg) N——变载荷循环次数 n——弹簧的工作圈数 nz——弹簧的支承圈数 n1——弹簧的总圈数 pˊ——弹簧单圈的刚度(N/mm) R——弹簧圈的中半径(mm) R1——弹簧圈的内半径(mm) R2——弹簧圈的外半径(mm) r——阻尼系数 S——安全系数 T——扭矩;转矩(N·mm) Tˊ——扭转刚度(N·mm /(º;)) t——弹簧的节矩 tc——钢索节距(mm) U——变形能(N·mm);(N·mm·rad) V——弹簧的体积(mm³;) v——冲击体的速度(mm/s) Zm——抗弯截面系数(mm³;) Zt——抗扭截面系数(mm³;) α——螺旋角(º;);系数 β——钢索拧角(º;);圆锥半角(º;);系数 δ——弹簧圈的轴向间隙(mm) δr——组合弹簧圈的径向间隙(mm) ζ——系数 η——系数 θ——扭杆单位长度的扭转角(rad) κ——系数 μ——泊松比;长度系数 ν——弹簧的自振频率(Hz) Vr——弹簧所受变载荷的激励频率(Hz) τb——材料的抗剪强度(Mpa) τj——弹簧的工作极限切应力(Mpa) τo——材料的脉动扭转疲劳极限(Mpa) τs——材料的抗扭屈服点(Mpa) τ-1——材料的对称循环扭转疲劳极限(Mpa) φ——扭转变形角(º;);(rad) 特点 1.精密的调节性能。即作用力与位移的关系非常灵敏; 2.柔软性能好,即变形的范围相对较宽; 3.制造比较容易; 4.结构比较紧凑; 5.能量利率高。 特性举例: 圆锥螺旋弹簧的缓冲性能较好,能承受较大载荷。 蜗卷螺旋弹簧能储存较多能量和承受较大载荷,但制造工艺较为复杂。 中凹形螺旋弹簧的性能与圆锥螺旋弹簧相似,多用于坐垫和床垫等。 弹簧钢丝的载面有圆形和矩形等,以圆形截面最为常用。 螺旋弹簧即扭转弹簧,是承受扭转变形的弹簧,它的工作部分也是密绕成螺旋形。扭转弹簧的端部结构是加工成各种形状的扭臂,而不是勾环。扭转弹簧常用于机械中的平衡机构,在汽车、工具机、电器等工业生产中广泛套用。 主要功能 ①控制机械的运动,如内燃机中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧等。 ②吸收振动和冲击能量,如汽车、火车车厢下的缓冲弹簧、联轴器中的吸振弹簧等。 ③储存及输出能量作为动力,如钟表弹簧、枪械中的弹簧等。 ④用作测力元件,如测力器、弹簧秤中的弹簧等。弹簧的载荷与变形之比称为弹簧刚度,刚度越大,则弹簧越硬。 弹簧是机械和电子行业中广泛使用的一种弹性元件,弹簧在受载时能产生较大的弹性变形,把机械功或动能转化为变形能,而卸载后弹簧的变形消失并回复原状,将变形能转化为机械功或动能。 弹簧功能套用 测量功能 我们知道,在弹性限度内,弹簧的伸长(或收缩)跟外力成正比。利用弹簧这一性质制成弹簧秤。 紧压功能 观察各种电器开关会发现,开关的两个触头中,必然有一个出头装有弹簧,以保证两个出头紧密接触,是导通良好。如果接触不良,接触处的电阻变大,电流通过时产生的热量变大,严重时还会是接触处的金属融化。卡口灯头的两个金属柱都装有弹簧也是为了接触良好;至于螺口灯头的中心金属片以及所有插座的接插金属片都是簧片,其功能都是使双方紧密接触,以保持到同良好。在盒式磁带中,有一块磷青铜的簧片,利用它弯曲形变时产生的弹力使磁头与磁带密切接触。在订书机中有一个长螺旋弹簧它的作用一方面是顶紧钉书钉,另一方面是当最前面的钉被推出后,可以将后面的钉送到最前面以备钉舒适推出,这样,就能自动的将一个个钉推到最前面,直到钉全部推出为止。许多机器自动供料,自动步枪中的子弹自动上膛都靠弹簧的这种功能。此外,象袷衣服的夹子,原子笔,钢笔套上的夹片都利用弹簧的紧压功能夹在衣服上。 复位功能 弹簧在外力作用下发生形变,撤去外力后,弹簧就能恢复状态。很多工具和设备都是利用弹簧这一性质来复位的。例如,许多建筑物大门的合页上都装了复位弹簧人们进出后,门会自动复位。人们还利用这一功能制成了自动伞、自动铅笔等用品,十分方便。此外,各种按钮和按键也少不了复位弹簧。 带动功能 机械钟表,发条玩具都是靠上紧发条带动。当发条被上紧时发条产生弯曲形变,存储一定的弹性势能。释放后,弹性势能转变为动能,通过传动装置带动转动。在玩具枪和发令枪和军用枪枝也是利用弹簧的之一性质工作的。 缓冲功能 在机车汽车车架与车轮之间装有弹簧,利用弹簧的弹性来减缓车辆的颠簸。 振动发声功能 当空气从口琴,手风琴中的簧孔中流动时,冲击簧片,簧片震动发出声音。 汽车弹簧 一、承载车身重量,也就是说,平常车辆的重量大部分都是由弹簧来承担的。 二、减缓道路颠簸的,螺旋弹簧是缓冲元件,当路面对轮子的冲击力传到螺旋弹簧时,螺旋弹簧产生变形,吸收轮子的动能,转换为螺旋弹簧的位能(势能),从而缓和了地面的冲击对车身的影响。但是,螺旋弹簧本身不消耗能量,储存了位能的弹簧将恢复原来的形状,把位能重新变为动能。如果单独使用弹簧而没有消振元件,一些轻型汽车就会像杂技演员跳“蹦蹦床”一样,受到一次冲击后连续不断地上下运动。 运用汽车制造中,在独立悬挂的车轴分成两段,每只车轮由螺旋弹簧独立安装在车架下面,当一边车轮发生跳动时,另一边车轮不受影响,两边的车轮可以独立运动,提高了汽车的平稳性和舒适性。