helical spring是什么意思,helical spring的意思翻译、用法、同义词、例句
常用词典
[机] 螺旋弹簧
例句
They were all treated with straight wire appliance and helical spring to expand clearance.
均采用直丝弓矫治器矫治,应用螺旋推簧扩展间隙及上颌前方牵引。
The characteristics method of the dynamic response of the helical spring mass systems is stu***d.
本文对螺旋弹簧质量系统动态响应的特征线法进行了研究。
W is attached to a bar, movable vertically around an axis a and suspended by the helical spring F.
摆锤W装在一根杆上,在轴a周围垂直移动,它由螺旋弹簧f所悬挂。
The nonlinear theory of cylindrical helical spring is verified by the accurate measurement of one.
并通过对圆柱螺旋弹簧的精确测量,验证了圆柱螺旋弹簧非线性理论的正确性。
Classic theory of conical helical spring is revised, and the analytic formula of nonlinear theory is derived.
提出一种计入弹簧大变形的影响的等升角圆锥螺旋弹簧非线性的螺旋弹簧理论。
同义词
|spiral spring/coiled spring;[机]螺旋弹簧
专业解析
Helical Spring(螺旋弹簧)的详细解释
Helical Spring(螺旋弹簧)是一种极其常见且重要的机械零件。其核心特征和功能如下:
-
基本结构与定义:
- Helical Spring 是由一根具有特定截面形状(最常见的是圆形,也有矩形、方形等)的弹性材料(如弹簧钢、不锈钢、合金等),沿着一个固定的圆柱或圆锥轴线盘绕成螺旋线(Helix)形状而制成的机械元件。
- 术语“Helical”直接描述了其螺旋形的几何特征,而“Spring”则指明了其核心功能——利用材料的弹性变形来储存能量或吸收能量。
-
核心功能与工作原理:
- 螺旋弹簧的核心功能在于储存和释放机械能。当受到外力(拉力、压力或扭力)作用时,弹簧会发生弹性变形(伸长、缩短或扭转),将外力所做的功转化为弹性势能储存起来。
- 当外力移除时,弹簧依靠材料自身的弹性恢复力,释放储存的能量,试图恢复到其原始的形状和尺寸。其行为遵循胡克定律(Hooke's Law)(在弹性限度内),即弹簧的变形量(δ)与所施加的力(F)成正比,比例常数称为弹簧刚度(Spring Rate, k):
$$
F = k cdot delta
$$
- 根据主要承受的载荷类型,螺旋弹簧主要分为:
- 压缩螺旋弹簧(Compression Helical Spring):主要承受轴向压力,受力时长度缩短。
- 拉伸螺旋弹簧(Extension Helical Spring):主要承受轴向拉力,受力时长度伸长,通常带有钩环。
- 扭转螺旋弹簧(Torsion Helical Spring):主要承受绕弹簧轴线的扭转载荷,受力时弹簧旋转角度发生变化。
-
关键设计参数:
- 影响螺旋弹簧性能的关键参数包括:
- 材料(Material):决定了弹簧的强度、弹性极限、疲劳寿命和耐腐蚀性(如琴钢丝、油回火钢丝、不锈钢等)。
- 线径(Wire Diameter, d):弹簧丝的直径。
- 中径(Mean Coil Diameter, D):弹簧螺旋圈的平均直径。
- 弹簧指数(Spring Index, C):C = D / d,是衡量弹簧“胖瘦”程度的重要参数,影响制造难度和应力集中。
- 有效圈数(Number of Active Coils, Na):实际参与变形、贡献弹性的圈数。
- 总圈数(Total Number of Coils, Nt):包括有效圈和支撑圈(端部磨平或并紧的圈)。
- 自由长度(Free Length):弹簧在未受任何外力时的长度。
- 弹簧刚度(Spring Rate, k):单位变形所需的力(F/δ),是衡量弹簧“软硬”的关键指标。对于压缩/拉伸弹簧,k = (G d⁴) / (8 D³ * Na),其中G是材料的剪切模量。
-
主要应用领域:
- 螺旋弹簧因其结构简单、制造方便、性能可靠、成本相对较低,被广泛应用于几乎所有的机械系统和工业领域:
- 减震与缓冲:汽车悬架系统、火车车厢连接器、各种机械设备底座。
- 施加力或控制运动:离合器、刹车系统、阀门(如安全阀、减压阀)、各种开关、玩具。
- 储存能量:钟表发条(一种特殊的扭转螺旋弹簧)、玩具动力机构。
- 测量力:弹簧秤的核心元件。
- 复位功能:使运动部件在操作后返回初始位置(如门铰链、按钮开关)。
权威性参考来源:
- 《机械设计手册》(成大先 主编):中国标准出版社出版,是机械设计领域的权威工具书,其“弹簧”章节详细阐述了螺旋弹簧的设计理论、计算方法、材料选择、制造工艺和应用实例。这是中国工程师广泛使用的标准参考。
- SAE International (Society of Automotive Engineers):国际汽车工程师学会制定了众多关于汽车用弹簧(包括螺旋弹簧)的材料、性能测试和设计规范的标准(如 SAE J112, SAE J508 等),是汽车行业弹簧设计的重要依据。可在 SAE 官网查询相关标准信息。
- 《Spring Design Manual》 (Spring Manufacturers Institute, SMI):美国弹簧制造商协会出版的权威设计手册,涵盖了螺旋弹簧的设计基础、材料、应力分析、疲劳寿命预测及制造工艺等全面内容,是弹簧行业的经典参考。可在 SMI 官网获取相关信息。
网络扩展资料
"Helical spring"(螺旋弹簧)是一种常见的机械元件,其核心功能是通过弹性形变储存和释放能量,广泛应用于工程和日常生活中。以下是详细解释:
定义与结构
- 基本定义:螺旋弹簧是由金属线材(如钢、合金等)绕制成螺旋状的弹性元件。其形状可以是圆柱形、圆锥形或其他几何变体。
- 结构特点:由均匀间隔的螺旋线圈组成,线圈间距、线径和总圈数决定了弹簧的刚度和承载能力。
类型与用途
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压缩弹簧(Compression Spring)
- 形状:线圈间距较大,通常为圆柱形。
- 功能:抵抗轴向压力,外力移除后恢复原长。
- 应用:汽车悬挂系统、减震器、机械设备缓冲装置。
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拉伸弹簧(Tension Spring)
- 形状:线圈紧密排列,两端带挂钩。
- 功能:承受拉力,外力作用时伸长,外力消失后回缩。
- 应用:车库门弹簧、健身器材。
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扭转弹簧(Torsion Spring)
- 形状:线圈紧密,两端有扭臂。
- 功能:承受扭矩,施加旋转力后产生扭转形变。
- 应用:夹子、铰链、钟表发条。
工作原理
螺旋弹簧遵循胡克定律,即形变量与外力成正比,公式为:
$$
F = kx
$$
其中:
- ( F ) 为外力(单位:牛,N)
- ( k ) 为弹簧刚度系数(单位:牛/米,N/m)
- ( x ) 为形变量(单位:米,m)
当外力超过材料的弹性极限时,弹簧会发生永久变形或断裂。
材料与制造
- 常用材料:高碳钢、不锈钢、铜合金、钛合金等,需具备高弹性模量和抗疲劳性。
- 制造工艺:通过卷绕、热处理、表面处理(如电镀)等步骤成型。
关键参数
- 刚度(Stiffness):单位形变所需的外力,由材料属性和几何尺寸决定。
- 自由长度:无外力作用时的原始长度。
- 最大载荷:弹簧可承受的极限力或扭矩。
若需进一步了解特定应用场景或设计细节,建议参考机械设计手册或工程案例。
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