CN106015415A - 接触点可变的碟形弹簧 - Google Patents

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周兴友
朱龙标
袁大传
沈子建
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/18—Leaf springs
    • F16F1/185—Leaf springs characterised by shape or design of individual leaves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种接触点可变的碟形弹簧，包括碟形弹簧本体，碟形弹簧本体截面的上表面由内径侧的上端曲线和外径侧的上端线段相切而成，切点为上端曲线的终点；碟形弹簧本体截面的下表面由内径侧的下端线段和外径侧的下端曲线相切而成，切点为下端曲线的终点；上端曲线和下端曲线靠近碟形弹簧的支撑点，上端线段和下端线段远离支撑点；使用时将碟形弹簧置于上下压板中，下压板固定，上压板压缩弹簧下降，弹簧上表面与上压板的接触点沿设计的曲线不断外移，弹簧下表面与下压板的接触点沿设计的曲线不断内移；通过在压缩碟形弹簧过程中，使作用点沿着曲线连续变化，从而改变碟形弹簧的力学特性，实现恒刚度特性、刚度逐步变大的特性。

Description

接触点可变的碟形弹簧
技术领域
本发明涉及一种碟形弹簧，尤其涉及一种接触点可变的碟形弹簧。
背景技术
现有技术中，碟形弹簧其截面沿中心轴的一侧呈矩形；碟形弹簧在压缩过程中力学特性曲线的刚度逐渐降低，如图8所示，但是在许多碟形弹簧应用场合需要碟形弹簧在压缩过程中碟形弹簧的刚度保持恒定或者弹簧刚度随着压缩位移的增大碟形弹簧的刚度递增的力学特性，现有的矩形弹簧无法达到相应的要求；因此需要一种能够随着弹簧压缩位移的增大而实现恒刚度或刚度逐步增大的特殊力学特性的碟形弹簧。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案来实现的：一种接触点可变的碟形弹簧，包括碟形弹簧本体，碟形弹簧本体截面的上表面由内径侧的上端曲线和外径侧的上端线段相切而成，切点为上端曲线的终点；碟形弹簧本体截面的下表面由内径侧的下端线段和外径侧的下端曲线相切而成，切点为下端曲线的终点；上端曲线和下端曲线靠近碟形弹簧的支撑点，上端线段和下端线段远离支撑点。
进一步，上端曲线靠内径侧的端点到上端曲线的终点之间呈单调递减。
进一步，下端曲线靠外径侧的端点到下端曲线的终点之间呈单调递增。
进一步，上端曲线靠内径侧的端点位于上端线段的延长线之下。
进一步，下端曲线靠外径侧的端点位于下端线段的延长线之上。
进一步，所述上端曲线可为但不仅限于圆弧、抛物线、双曲线任一曲线中的一段。
进一步，所述上端曲线为圆弧一段。
进一步，所述下端曲线为圆弧、抛物线或双曲线任一曲线中的一段。
进一步，所述下端曲线为圆弧的一段。
通过改变上、下端面曲线的曲率及弧线长度，可以调节碟形弹簧的刚度从而获得不同的刚度特性。上端曲线和下端曲线的弧线长度越长，碟形弹簧弹力的最大值也越大。
使用时将碟形弹簧置于上下压板中，下压板固定，上压板压缩弹簧下降，弹簧上表面与上压板的接触点(即支撑点)沿设计的曲线不断外移，弹簧下表面与下压板的接触点沿设计的曲线不断内移；通过在压缩碟形弹簧过程中，使作用点沿着曲线连续变化，从而改变碟形弹簧的力学特性，可实现恒刚度特性、刚度逐步变大的特性，也可实现其它类型的曲线；上端曲线和下端曲线的两个接触点之间的距离越小，弹簧的刚度越大。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果是：
与相比现有技术，碟形弹簧本体截面的上表面由内径侧的上端曲线和外径侧的上端线段相切而成，碟形弹簧本体截面的下表面由内径侧的下端线段和外径侧的下端曲线相切而成，通过在压缩碟形弹簧过程中，使作用点沿着曲线连续变化，从而改变碟形弹簧的力学特性，可实现恒刚度特性、刚度逐步变大的特性，也可实现其它类型的曲线。
附图说明
图1为本发明实施例一碟形弹簧的俯视结构示意图；
图2为图1碟形弹簧AA向剖面结构示意图；
图3为图2中节点Q处的放大结构示意图；
图4为本发明实施例一碟形弹簧压缩前结构示意图；
图5为图4中C节点放大结构示意图；
图6为本发明实施例一碟形弹簧压缩状态结构示意图；
图7位图6中D节点放大示意图；
图8为矩形截面碟形弹簧的力值特性示意图；
图9为本发明实施例一碟形弹簧的力值特性示意图；
图10为本发明实施例二碟形弹簧的力值特性示意图；
具体实施方式
为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。
实施例一
如图1所示：一种接触点可变的碟形弹簧，包括碟形弹簧本体1。
如图2所示：碟形弹簧本体截面的上表面由内径侧的上端曲线2和外径侧的上端线段3相切而成，切点为上端曲线的终点P；碟形弹簧本体截面的下表面由内径侧的下端线段5和外径侧的下端曲线4相切而成，切点为下端曲线的终点P’；上端曲线2和下端曲线3靠近碟形弹簧的支撑点，上端线段3和下端线段5远离支撑点；上端曲线2和下端曲线4分别为圆弧的一段。
如图3所示：上端曲线2靠内径侧的端点到上端曲线的终点P之间呈单调递减；
下端曲线4靠外径侧的端点到下端曲线的终点P’之间呈单调递增；上端曲线2的靠近内径侧的端点位于上端线段3的延长线E之下并位于上端曲线的终点P处的水平线H之上；下端曲线4的靠近外径侧的端点位于下端线段5的延长线E’之上并位于下端曲线的终点P’处的水平线H’之下。
如图4、图5所示，碟形弹簧放置于上压板6和下压板7之间，下压板7固定，碟形弹簧未被压缩前，碟形弹簧本体截面的上端曲线2与上压板6之间的接触点T(即碟形弹簧的支撑点)为上端曲线2靠近碟形弹簧内径侧的端点。
如图6、图7所示，碟形弹簧放置于上压板6和下压板7之间，下压板7固定，上压板6向下压时，碟形弹簧上表面与上压板6的接触点T沿设计的曲线不断外移，弹簧下表面与下压板7的接触点沿设计的曲线不断内移；通过在压缩碟形弹簧过程中，使作用点沿着曲线连续变化，从而改变碟形弹簧的力学特性，实现恒刚度特性、刚度逐步变大的特性。
如图9所示，本发明实施例一碟形弹簧的力值特性示意图，从图中能够清晰的显示出碟形弹簧在压缩过程中碟形弹簧的刚度在逐步增大。
实施例二，
如图10所示，为本发明实施例二碟形弹簧的力值特性示意图；从图中能够清晰的显示出碟形弹簧在压缩过程中碟形弹簧的刚度基本保持恒定。
本发明专利要实现图9和图10的力值特性曲线，需要分别调节上、下端圆弧曲率和曲线的长度。上端曲线和下端曲线的长度越长碟形弹簧的弹簧力值的最大值也越大，刚度也就越大。因此在同等材料条件下实施例二中的碟形弹簧的上端曲线和下端曲线的长度相较于实施例一的上端曲线和下端曲线的长度要短一些。
但以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非用以局限本发明的专利范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均同理包含在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种接触点可变的碟形弹簧，包括碟形弹簧本体，其特征在于：碟形弹簧本体截面的上表面由内径侧的上端曲线和外径侧的上端线段相切而成，切点为上端曲线的终点；碟形弹簧本体截面的下表面由内径侧的下端线段和外径侧的下端曲线相切而成，切点为下端曲线的终点；上端曲线和下端曲线靠近碟形弹簧的支撑点，上端线段和下端线段远离支撑点。
2.如权利要求1所述的接触点可变的碟形弹簧，其特征在于：上端曲线靠内径侧的端点到上端曲线的终点之间呈单调递减。
3.如权利要求1所述的接触点可变的碟形弹簧，其特征在于：下端曲线靠外径侧的端点到下端曲线的终点之间呈单调递增。
4.如权利要求1所述的接触点可变的碟形弹簧，其特征在于：上端曲线靠近内径侧的端点位于上端线段的延长线之下。
5.如权利要求1所述的接触点可变的碟形弹簧，其特征在于：下端曲线靠近外径侧的端点位于下端线段的延长线之上。
6.如权利要求1所述的接触点可变的碟形弹簧，其特征在于：所述上端曲线可为但不仅限于圆弧、抛物线、双曲线任一曲线中的一段。
7.如权利要求1所述的接触点可变的碟形弹簧，其特征在于：所述上端曲线为圆弧一段。
8.如权利要求1所述的接触点可变的碟形弹簧，其特征在于：所述下端曲线为圆弧、抛物线、双曲线任一曲线中的一段。
9.如权利要求1所述的接触点可变的碟形弹簧，其特征在于：所述下端曲线为圆弧的一段。
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