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1、機(jī)械*""!年第*1卷第#期·!+·平面渦卷彈簧的應(yīng)用!沈波（中國(guó)工程物理研究院機(jī)械工藝研究所，北京!"""!#）摘要：以一種新型劃船運(yùn)動(dòng)器的初級(jí)阻尼為例，較詳細(xì)地介紹了平面渦卷彈簧在實(shí)際工程中的應(yīng)用，并介紹了其結(jié)構(gòu)、原理、注意事項(xiàng)、設(shè)計(jì)計(jì)算及其制作。關(guān)鍵詞：平面渦卷彈簧；初級(jí)阻尼；轉(zhuǎn)矩中圖分類號(hào)：$%!&#文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：’文章編號(hào)：!""()"&!（(*""!）"#)""!+)"*平面渦卷彈簧是將等截面的細(xì)長(zhǎng)材料繞制成平和施加的轉(zhuǎn)矩成正比，使平面渦卷彈簧收緊實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)面螺旋線形的彈簧，平面渦卷彈簧的制作較為簡(jiǎn)單，能。平面
2、渦卷彈簧各截面所承受的變矩依位置不同它的剛度較小，一般在靜載荷下工作。由于卷繞圈而變化，最大彎矩位置在與鉸接處相對(duì)的!點(diǎn)處數(shù)可以很多，變形角大，能在較小的體積內(nèi)儲(chǔ)存較多（見(jiàn)圖*）。當(dāng)鍛煉者拉到相應(yīng)位置后，放回手柄，由的能量。它的材料截面形狀可以是長(zhǎng)方形的（鋼帶）于平面渦卷彈簧的儲(chǔ)能釋放，使手柄和拉繩自動(dòng)收或圓形的（鋼絲）。平面渦卷彈簧根據(jù)相鄰圈是否接回。這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)劃船運(yùn)動(dòng)中向后劃漿用力而觸分為兩類：非接觸型和接觸型。我們?cè)谠O(shè)計(jì)一種向前劃漿不用力的過(guò)程，達(dá)到鍛煉者鍛煉的目的。適合家庭使用的劃船運(yùn)動(dòng)健身器時(shí)，對(duì)其阻
3、尼問(wèn)題用平面渦卷彈簧作為劃船運(yùn)動(dòng)器的初級(jí)阻尼較之傳進(jìn)行了多方案的討論比較，最后采用了外端鉸接的統(tǒng)的液壓缸劃船阻尼，無(wú)污染、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本非接觸型平面渦卷彈簧作為其初級(jí)阻尼（圖!）。使低；較之傳統(tǒng)的劃船運(yùn)動(dòng)器配重阻尼，噪音小、結(jié)構(gòu)用后達(dá)到了預(yù)期的效果。緊湊。平面渦卷彈簧一般用高碳鋼制作，對(duì)于有特殊要求的場(chǎng)合，也可采用不銹鋼、黃銅、青銅或其他耐腐蝕的高彈性合金材料，見(jiàn)表!。表!特殊條件下采用的合金材料標(biāo)準(zhǔn)號(hào)材料名稱牌號(hào)熱處理彈簧鋼帶!、(#./、$0’、$1’、$+’、,-&#&""、#級(jí)("23*./’、$423*
4、56’汽車車身附件用異形圖!非接觸型平面渦卷彈簧的結(jié)構(gòu),-10"1(#./、#"567’鋼絲彈簧鋼、工具鋼、冷軋(#./、#"567’、("23*./、,-&#*#!原理鋼帶("23*./’采用外端鉸接的非接觸型平面渦卷彈簧作為劃平面渦卷彈簧材料的厚度、寬度系列一般按表船運(yùn)動(dòng)器的初級(jí)阻尼，彈簧斷面形狀采用長(zhǎng)方形（鋼*、表&所列尺寸選用。帶），外端鉸接便于安裝。外端鉸接處不承受力矩，表*材料厚度寬度系列表（88）工作時(shí)讓鉸接的一端固定，另一端固定在芯軸上。"9*""9**"9*#"9*1"9&""9&#"9:""9:#
5、當(dāng)鍛煉者拉動(dòng)手柄時(shí)會(huì)通過(guò)拉繩帶動(dòng)卷簧盒反時(shí)針"9#""9##"9(""90""91""9+"!9""!9!"轉(zhuǎn)動(dòng)，在卷簧盒的芯軸上施加轉(zhuǎn)矩，使平面渦卷彈簧!9*"!9:"!9#"!9("!91"*9"*9**9#各截面承受彎曲力矩，產(chǎn)生彎曲彈性變形，因而平面*91"&9"&9*"&9#"&91":9"渦卷彈簧在本身平面內(nèi)產(chǎn)生扭矩。其變形角的大小!收稿日期：*""")!")!1·,%·機(jī)械,%%+年第,)卷第$期表!材料厚度寬度系列表（""）’",!&9!!#$%&&#$%$$#$%’("［%!］)*+%+,+&+’+
6、),%式中：",為系數(shù)，外端固定時(shí)",9+，外端鉸接時(shí)",9,,,$,)!%!,!$&%&$,。$%’%(%)%根據(jù)安裝空間的要求，由表!選取寬度為彈簧各圈應(yīng)在垂于渦旋中心線的同一平面上，+%""。其平面度按表&的規(guī)定。彈簧的工作圈數(shù))表&平面度規(guī)定（""）’"+!#"+［#!］)9&99彈簧外徑!$%-$%.+%%-+%%.,%%-,%%,’’$%&!’$&平面度公差+,!協(xié)議彈簧材料的工作長(zhǎng)度#$%&!!)彈簧的強(qiáng)度和硬度見(jiàn)表$。#9&9’$%&9’$&)表$彈簧的強(qiáng)度和硬度（""）+,"+!’"+!"［+!］彈
7、簧材料的展開(kāi)長(zhǎng)*鋼帶的強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度級(jí)別/0/12!,*9#:兩端固定部分長(zhǎng)度345"""!($.&)$&%.&)+,($.+’%%彈簧的節(jié)距+#&)’.’%%&).$$+$(*.+)’!,,）’（,;,+$-’%%-$$-+)’!+9#注：#級(jí)強(qiáng)度的鋼帶厚度不大于+6%""，$級(jí)強(qiáng)度的鋼帶厚度不大彈簧的內(nèi)半徑,+和外半徑,于%6)""。,+9（).+$）&,#,平面渦卷彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算,9;,+&彈簧的強(qiáng)度校驗(yàn)外端鉸接的非接觸型平面渦卷彈簧的型式如圖’",!)’$&",,所示。!9,9"#!［!］%&+彈簧材料的許用應(yīng)
8、力可參照?qǐng)A柱螺旋扭矩彈簧的許用應(yīng)力給值選取。對(duì)于碳素鋼帶和合金鋼帶，當(dāng)轉(zhuǎn)矩作用次數(shù)小于+%!時(shí)，?。?］9%#)!，大于+%!3次時(shí)，?。?］9（%#’.%#)）!，大于+%$次時(shí)，?。?］93（%6$.%#’）!3。!平面渦卷彈簧的制作圖,非接觸型平面渦卷彈簧型式平面渦卷彈簧的制作時(shí)首先要設(shè)計(jì)專門的阿基在設(shè)計(jì)時(shí)一般給出承受轉(zhuǎn)矩!的相應(yīng)變形角米
