CN216407578U - 一种喇叭形变刚度的螺旋弹簧 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种于变中径、变螺距的喇叭形变刚度的螺旋弹簧，具有有效的变刚度特性，进而能够显著提升机械系统的动力学性能。该螺旋弹簧的直径由下到上逐渐减小，所述螺栓弹簧的节距由下到上逐渐增大。本实用新型的喇叭形变刚度的螺旋弹簧基于变中径、变螺距的结构，具有有效的变刚度特性，可以在汽车在各种载重情况下通过不同的刚度变化提高悬架的平顺性，并且在过弯、刹车、急加速等工况下可以提高螺旋弹簧刚度，做到更好的防倾效果；同时，本实用新型的喇叭形变刚度的螺旋弹簧结构，适于采用纤维增强树脂基复合材料制作，与金属螺旋弹簧相比，可以减重40%以上，能起到明显的节能减排效果，且不存在生锈及腐蚀的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车零部件技术领域，具体涉及一种喇叭形变刚度的螺旋弹簧。
背景技术
螺旋弹簧是汽车底盘系统及汽车底盘系统及各种机械系统中广泛使用的弹性元件。目前，螺旋弹簧均采用弹簧钢制作，轻量化潜力巨大。纤维增强树脂基复合材料具有比强度、比模量高，疲劳寿命高，耐腐蚀及阻尼更大等显著的优点，非常适合制作弹性元件。大量实践证明，采用纤维增强树脂基复合材料制作汽车零部件能达到40%以上的减重效果。此外，作为弹性元件，螺旋弹簧在各工况下的刚度需求是不同的，这就要求复合材料螺旋弹簧具有变刚度功能，因此变刚度复合材料螺旋弹簧有广阔的应用前景。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种基于变中径、变螺距的喇叭形变刚度的螺旋弹簧，具有有效的变刚度特性，进而能够显著提升机械系统的动力学性能。
根据本实用新型提供的喇叭形变刚度的螺旋弹簧，关键在于所述螺旋弹簧的直径由下到上逐渐减小，所述螺旋弹簧的节距由下到上逐渐增大。
本实用新型的喇叭形变刚度的螺旋弹簧基于变中径、变螺距的结构，具有有效的变刚度特性，可以在汽车在各种载重情况下通过不同的刚度变化提高悬架的平顺性，并且在过弯、刹车、急加速等工况下可以提高螺旋弹簧刚度，做到更好的防倾效果；同时，本实用新型的喇叭形变刚度的螺旋弹簧结构，适于采用纤维增强树脂基复合材料制作，与金属螺旋弹簧相比，可以减重40%以上，能起到明显的节能减排效果，且不存在生锈及腐蚀的问题。
进一步的，所述螺旋弹簧的簧身采用单向玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制作，所述簧身的截面为环形截面，所述环形截面的内圈填充橡胶。螺旋弹簧的簧身通过复合材料采用环形截面结构制作，簧身的环形截面内再采用橡胶棒填充，橡胶棒与簧身的复合材料铺层固化在一起，可以充分利用玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料明显高于弹簧钢的比强度、比模量及阻尼比，提升螺旋弹簧的储能能力及减振性能。
进一步的，为了充分发挥玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的力学性能，所述单向玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的铺层方向与所述簧身的中轴线呈45度夹角。
进一步的，所述螺旋弹簧上端部的螺旋绕圈和下端部的螺旋绕圈均为平圈结构，以保证螺旋弹簧和弹簧底座的良好配合，保证螺旋弹簧变形的稳定性和协调性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的径向截面示意图。
图3为本实用新型的侧视结构图。
图4为本实用新型的俯视结构图。
其中图示：1、螺旋弹簧；1a、螺旋弹簧上端部的螺旋绕圈；1b、螺旋弹簧下端部的螺旋绕圈；11、环形截面；12、橡胶。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
如图1、图3和图4所示，本实用新型的喇叭形变刚度的螺旋弹簧1的直径由下到上逐渐减小，螺旋弹簧1的节距由下到上逐渐增大。
本实用新型的喇叭形变刚度的螺旋弹簧1基于变中径、变螺距的结构，具有有效的变刚度特性，可以在汽车在各种载重情况下通过不同的刚度变化提高悬架的平顺性，并且在过弯、刹车、急加速等工况下可以提高螺旋弹簧1的刚度，做到更好的防倾效果；同时，本实用新型的喇叭形变刚度的螺旋弹簧结构，适于采用纤维增强树脂基复合材料制作，与金属螺旋弹簧相比，可以减重40%以上，能起到明显的节能减排效果，且不存在生锈及腐蚀的问题。
如图2所示，作为优选的实施方式，螺旋弹簧1的簧身采用单向玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制作，螺旋弹簧1的簧身的截面为环形截面11，环形截面11的内圈填充橡胶12。螺旋弹簧1的簧身通过复合材料采用环形截面11结构制作，簧身的环形截面11内再采用橡胶棒填充，橡胶棒与簧身的复合材料铺层固化在一起，可以充分利用玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料明显高于弹簧钢的比强度、比模量及阻尼比，提升螺旋弹簧1的储能能力及减振性能。
优选的，为了充分发挥玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的力学性能，单向玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的铺层方向与簧身的中轴线呈45度夹角。
优选的，如图2所示，螺旋弹簧1上端部的螺旋绕圈1a和下端部的螺旋绕圈1b均为平圈结构，即螺旋弹簧1上端部的螺旋绕圈1a的端部绕圈部分在同一平面上，螺旋弹簧1下端部的螺旋绕圈1b的端部绕圈部分是在同一平面上，以保证螺旋弹簧1和弹簧底座的良好配合，保证螺旋弹簧1变形的稳定性和协调性。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体设计并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种喇叭形变刚度的螺旋弹簧，其特征在于：螺旋弹簧的直径由下到上逐渐减小，所述螺旋弹簧的节距由下到上逐渐增大，所述螺旋弹簧的簧身采用单向玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料制作，所述簧身的截面为环形截面，所述环形截面的内圈填充橡胶。
2.根据权利要求1所述的喇叭形变刚度的螺旋弹簧，其特征在于：所述单向玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的铺层方向与所述簧身的中轴线呈 45 度夹角。
3.根据权利要求1或2所述的喇叭形变刚度的螺旋弹簧，其特征在于：所述螺旋弹簧上端部的螺旋绕圈和下端部的螺旋绕圈均为平圈结构。
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