CN111156273B - 一种球面复合碟形弹簧 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种球面复合碟形弹簧，包括弹簧主体和多个子碟形弹簧；弹簧主体为球冠状；弹簧主体上设有通孔；多个子碟形弹簧安装在弹簧主体的外型面上；本发明球面复合碟形弹簧的力学特性可以具有常刚度、变刚度、零刚度特征，通过配置子碟簧的位置、数目、尺寸，可以获得理想的力学特性；本发明适用于球面间隙之间，可提供缓冲隔振、间隙补偿等功能，结构紧凑，安装、拆卸方便。

Description

一种球面复合碟形弹簧
技术领域
本发明属于碟形弹簧领域，具体涉及一种球面复合碟形弹簧。
背景技术
与其它类型的弹簧相比，碟形弹簧可在小变形情况下具有大承载力，具有较好的空间利用率，可具有常刚度、变刚度、零刚度、负刚度承载特性，可用不同的方式组合，被广泛用于机床工业、石油工业、汽车工业以及航空航天工业等领域。碟形弹簧的变刚度承载特性来源于几何非线性，一般用于平行压板或近似平行的压板之间，以实现缓冲隔振、间隙补偿等功能。
碟形弹簧的母线为线段，受安装空间限制，碟形弹簧一般不用于球面间隙。虽然减小碟形弹簧尺寸可适应球面间隙，但易导致碟簧数量过多、装配复杂等问题。球面碟形弹簧是碟形弹簧的变体，其母线为圆弧，可以在一定程度上适应球面间隙，但是，圆弧形母线增强了球面碟形弹簧的轴向刚度，使其容易丧失零刚度、负刚度承载特性。
为了解决以上问题我方研发出了一种球面复合碟形弹簧。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种球面复合碟形弹簧。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种球面复合碟形弹簧，包括：
弹簧主体；弹簧主体为球冠状；弹簧主体上设有通孔；
多个子碟形弹簧；多个子碟形弹簧安装在弹簧主体的外型面上。
优选地，弹簧主体的厚度相等，弹簧主体的内型面、外型面均为球面。
优选地，子碟形弹簧包括靠近子碟形弹簧中心的环形内段和远离子碟形弹簧中心的环形外段，子碟形弹簧的内段、外段之间通过第一圆滑过渡段连接，子碟形弹簧的外段与弹簧主体之间通过第二圆滑过渡段连接。
优选地，内段的母线是圆弧或线段，外段的母线是圆弧或线段。
优选地，内段和外段厚度相同。
优选地，多个子碟形弹簧的厚度相同。
优选地，多个子碟形弹簧的尺寸相同。
优选地，弹簧主体上的通孔为圆形通孔。
优选地，弹簧主体上的通孔位于弹簧主体的中心处。
优选地，弹簧主体的球冠外缘为圆形或多边形或圆角多边形。
本发明的有益效果在于：
本发明球面复合碟形弹簧的力学特性可以具有常刚度、变刚度、零刚度特征，通过配置子碟簧的位置、数目、尺寸，可以获得理想的力学特性。本发明适用于球面间隙之间，可提供缓冲隔振、间隙补偿等功能，结构紧凑，安装、拆卸方便。
附图说明
图1为本发明的前视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为子碟形弹簧的剖面图；
图4为本发明的一种力学特性示意图。
图中：1-弹簧主体、11-通孔、12-球冠外缘、2-子碟形弹簧、21-内段、22-外段、31-第一圆滑过渡段、32-第二圆滑过渡段。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1、2所示，一种球面复合碟形弹簧，包括：
弹簧主体1；弹簧主体1为球冠状；弹簧主体1上设有通孔11；
多个子碟形弹簧2；多个子碟形弹簧2安装在弹簧主体1的外型面上。
在此实施例中，弹簧主体1上设置的通孔11可作为安装孔使用。
在此实施例中，多个子碟形弹簧2由弹簧主体1拉伸而成，为一体式结构；
在一些实施例中，如图1所示，弹簧主体1的厚度相等，弹簧主体1的内型面、外型面均为球面。
在一些实施例中，如图3所示(图3中的子碟形弹簧2没有通孔)，子碟形弹簧2的中心没有通孔，也可以有通孔(图2中的子碟形弹簧2有通孔)，包括靠近子碟形弹簧中心的环形内段21和远离子碟形弹簧中心的环形外段22，子碟形弹簧2的内段21、外段22之间通过第一圆滑过渡段31连接，子碟形弹簧2的外段22与弹簧主体1之间通过第二圆滑过渡段32连接。
在一些实施例中，如图3所示，内段21的母线是圆弧或线段，外段22的母线是圆弧或线段。
在一些实施例中，如图3所示，内段21和外段22厚度相同。
在一些实施例中，多个子碟形弹簧2的厚度相同。
在一些实施例中，如图1、2所示，多个子碟形弹簧2的尺寸相同。
在一些实施例中，多个子碟形弹簧2的尺寸都不同；或者有些子碟形弹簧2的尺寸相同，有些不同。
在一些实施例中，如图2所示，弹簧主体1上的通孔11为圆形通孔11。
在一些实施例中，如图2所示，弹簧主体1上的通孔11位于弹簧主体1的中心处。
在一些实施例中，弹簧主体1上的通孔11可以位于弹簧主体1的中心附近，也可以位于其它部位。
在一些实施例中，弹簧主体1的球冠外缘12为圆形或多边形或圆角多边形。
在一些实施例中，子碟形弹簧2的位置可调整；优选地，多个子碟形弹簧2围成多圈，每圈的直径不同，多圈子碟形弹簧2围绕弹簧主体1上的通孔11一层一层设置，每圈的多个子碟形弹簧2围绕通孔11均匀布设。
图4是本发明一个实施例(此实施例为弹簧主体1上的通孔11为圆形通孔11、弹簧主体1的球冠外缘12为圆形，多个子碟形弹簧2围成三圈，靠近通孔11处的一圈为六个子碟形弹簧2，第二圈、第三圈为十二个子碟形弹簧2)的力学特性示意(位移-作用力)，图中包含零刚度区。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (10)

1.一种球面复合碟形弹簧，其特征在于，包括：
弹簧主体；弹簧主体为球冠状；弹簧主体上设有通孔；
多个子碟形弹簧；多个子碟形弹簧安装在弹簧主体的外型面上。
2.根据权利要求1所述的一种球面复合碟形弹簧，其特征在于，弹簧主体的厚度相等，弹簧主体的内型面、外型面均为球面。
3.根据权利要求1或2任一项所述的一种球面复合碟形弹簧，其特征在于，子碟形弹簧包括靠近子碟形弹簧中心的环形内段和远离子碟形弹簧中心的环形外段，子碟形弹簧的内段、外段之间通过第一圆滑过渡段连接，子碟形弹簧的外段与弹簧主体之间通过第二圆滑过渡段连接。
4.根据权利要求3所述的一种球面复合碟形弹簧，其特征在于，内段的母线是圆弧或线段，外段的母线是圆弧或线段。
5.根据权利要求4所述的一种球面复合碟形弹簧，其特征在于，内段和外段厚度相同。
6.根据权利要求5所述的一种球面复合碟形弹簧，其特征在于，多个子碟形弹簧的厚度相同。
7.根据权利要求6所述的一种球面复合碟形弹簧，其特征在于，多个子碟形弹簧的尺寸相同。
8.根据权利要求1所述的一种球面复合碟形弹簧，其特征在于，弹簧主体上的通孔为圆形通孔。
9.根据权利要求1所述的一种球面复合碟形弹簧，其特征在于，弹簧主体上的通孔位于弹簧主体的中心处。
10.根据权利要求1所述的一种球面复合碟形弹簧，其特征在于，弹簧主体的球冠外缘为圆形或多边形或圆角多边形。
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