CN102359524B - 一种改变膜片弹簧刚度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改变膜片弹簧刚度的方法，所述的膜片弹簧由环形膜片本体上设若干条涡旋槽构成，所述涡旋槽的两槽边的型线为牛津型渐开线，涡旋槽两端头为圆弧，涡旋槽内端圆弧位于环形膜片内环外侧，涡旋槽外端圆弧位于环形膜片外环内侧，所述其中任意一条涡旋槽的内外型线的起始段改变为圆弧线，所述圆弧线的一段与相对应的牛津型渐开线连接于二者的切点，另一端与涡旋槽内端圆弧相接。本发明在不改变牛津型渐开线的繁多的设计参数的同时，改变所设计的膜片弹簧的轴向刚度和径向，大大减小了型线设计的工作量。

Description

一种改变膜片弹簧刚度的方法

所属技术领域

本发明涉及一种调节膜片弹簧刚度的方法，膜片弹簧主要应用于线性压缩机中，支撑活塞往复运动。

背景技术

目前在空间用小型制冷机的研究中，采用线性电机直接驱动压缩活塞做往复运动，膜片弹簧用来支撑压缩活塞，在此结构中的膜片弹簧有两种功能：一是提供一定的轴向刚度为压缩活塞这个振动系统提供合理的机械刚度，使活塞这个振动系统的固有频率更接近于压缩机的工作频率，使活塞振动趋近谐振，提高压缩机的效率；二是膜片弹簧需要提供给活塞一定的径向刚度，保证压缩活塞与压缩气缸之间的间隙，减少活塞的磨损，提高压缩机的可靠性和寿命。

现有的膜片弹簧中构成涡旋槽的悬臂型线属于牛津型渐开线，根据牛津型渐开线的方程，通过改变渐开线的设计参数中的基圆半径、渐开线节矩、渐开线发生角、涡旋槽宽、渐开线长度和渐开线渐开角等都可以改变所设计的膜片弹簧的刚度，但是通过改变上面的设计参数达到所要设计的目标，需要很大的工作量。

发明内容

针对上述现有技术中改变膜片弹簧的刚度需要的设计参数复杂，计算工作量大的问题。本发明的目的在于提出一种改变膜片弹簧刚度的方法，其可在不改变牛津型渐开线诸多设计参数的同时，改变膜片弹簧刚度，减少设计中的工作量。

本发明为实现其目的所采取的技术方案：一种改变膜片弹簧刚度的方法，膜片弹簧由环形膜片本体上设若干条涡旋槽构成，所述涡旋槽的内型线和外型线为牛津型渐开线，涡旋槽两端头为圆弧，涡旋槽内端圆弧位于环形膜片内环外侧，涡旋槽外端圆弧位于环形膜片外环内侧，选择所述涡旋槽的其中任意一条，将其内、外型线的起始段改变为圆弧线，所述圆弧线的一端与相对应的牛津型渐开线连接于二者的切点，另一端与涡旋槽内端圆弧相接。

所述圆弧线通过下述方法确定：

a)、以膜片本体的内环圆心为圆心，以此圆心到涡旋槽内端圆弧的圆心之距离为半径作圆，其圆周线作为内定位孔位置选择线；

b)、在所述内定位孔位置选择线上选一点，以此点为圆心画二条圆弧线与涡旋槽两槽边的牛津型渐开线对应衔接，圆弧线的一端与涡旋槽的牛津型渐开线相切，圆弧线的另一端与涡旋槽内端圆弧端相接。

所述圆弧线所对的圆心角为20-50度。

由上述技术方案可知，本发明方法简单，工作量小，可根据设计要求来改变膜片弹簧的刚度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

图1为现有技术中涡旋槽的型线为牛津型渐开线的膜片弹簧示意图；

图2本发明的实例一膜片弹簧示意图；

图3本发明的实例二膜片弹簧示意图。

图1中，1、内定位孔，2、涡旋槽，3、涡旋槽内端圆弧，4、内定位孔位置选择线，5、内环，6、外环， 9、涡旋槽外槽边，10、膜片本体，11、涡旋槽外端圆弧，12、涡旋槽内槽边。

图2中，8、第一内定位孔圆心，13、切点，14、替代圆弧。

图3中，7、第二内定位孔。

具体实施方式

本发明中所述的膜片弹簧包括膜片本体10，膜片本体10呈环形，其上设三条相同结构的涡旋槽2，涡旋槽偏心。涡旋槽的两槽边的内、外型线，即涡旋槽外槽边9和涡旋槽内槽边12为牛津型渐开线，涡旋槽两端头为圆弧，即涡旋槽内端圆弧3和涡旋槽外端圆弧11。涡旋槽内端圆弧3位于环形膜片内环5外侧，涡旋槽外端圆11弧位于环形膜片外环6内侧，如图1所示，其渐开线的轴向刚度5.86N/mm，径向刚度536.19 N/mm。

实例一：

选择涡旋槽的其中任意一条，将其内、外型线的起始段改变为圆弧线，所述圆弧线的一端与相对应的牛津型渐开线连接于二者的切点，另一端与涡旋槽内端圆弧相接。具体步骤如下：

以膜片本体10内环圆心为圆心，以此圆心到涡旋槽内端圆弧3的圆心之距离为半径作圆，其圆周线作为内定位孔位置选择线4。

选内定位孔位置选择线4上一点为圆心画圆弧，圆弧的一端与牛津型渐开线相切，另一端与涡旋槽内端圆弧相接。不同位置的圆心，得到膜片弹簧不同的轴向刚度和径向刚度。即以第一内定位孔8作为替代圆弧14的圆心，以此点为圆心画圆弧线，一端与牛津型渐开线相切，相切点逆时针旋转30度为圆弧终止点，与涡旋槽内端圆弧相连接，此时膜片弹簧的轴向刚度为4.87N/mm，比图1中纯渐开线的轴向刚度5.86N/mm，减小了0.99N/mm；径向刚度287.77 N/mm，相比较于图1中纯渐开线的膜片弹簧的径向刚度536.19 N/mm，减小了248.42 N/mm。

 实例二：

以第二内定位孔7作为替代圆弧14的圆心，以此点为圆心画圆弧，一端与牛津型渐开线相切，相切点逆时针旋转30度为圆弧的终止点，与涡旋槽内端圆弧相连接，此时膜片弹簧的刚度为5.62N/mm，比图1中纯渐开线的轴向刚度5.86N/mm，减小了0.24N/mm；径向刚度377.79 N/mm，比图1中纯渐开线的膜片弹簧的径向刚度536.19 N/mm，减小了158.4N/mm。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式的限制。凡是依据本发明的技术和方法实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术和方法方案的范围内。

Claims (2)

1.一种改变膜片弹簧刚度的方法，膜片弹簧由环形膜片本体上设若干条涡旋槽构成，所述涡旋槽的内型线和外型线为牛津型渐开线，涡旋槽两端头为圆弧，涡旋槽内端圆弧位于环形膜片内环外侧，涡旋槽外端圆弧位于环形膜片外环内侧，其特征在于：选择所述涡旋槽的其中任意一条，将其内、外型线的起始段改变为圆弧线，所述圆弧线的一端与相对应的牛津型渐开线连接于二者的切点，另一端与涡旋槽内端圆弧相接；所述圆弧线通过下述方法确定：

a)、以膜片本体的内环圆心为圆心，以此圆心到涡旋槽内端圆弧的圆心之距离为半径作圆，其圆周线作为内定位孔位置选择线；

b)、在所述内定位孔位置选择线上选一点，以此点为圆心画二条圆弧线与涡旋槽两槽边的牛津型渐开线对应衔接，圆弧线的一端与涡旋槽的牛津型渐开线相切，圆弧线的另一端与涡旋槽内端圆弧端相接。

2.根据权利要求1所述的改变膜片弹簧刚度的方法，其特征在于：所述圆弧线所对的圆心角为20-50度。

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