[实用新型]一种提供偏置力的非线性螺旋弹簧

说明书

本实用新型提出一种提供偏置力的非线性螺旋弹簧，通过加工期间旋转矩形截面，获得一种受力方向倾斜的弹簧。技术方案：一种汽车用矩形截面的非线性螺旋弹簧，其特征在于：螺旋弹簧的受力作用线偏向短轴一侧，具有旋转矩形截面的塔形弹簧，可以提供倾斜轴线的弹簧力。本实用新型弹簧轴线偏向竖直方向一侧，偏移距离与弹簧中径成线形比例关系，在螺旋弹簧压缩时，这个偏移的距离会直接对螺旋弹簧的载荷产生影响。这样，改变螺旋弹簧的截面形状，可以改变螺旋弹簧压缩的受力作用线，从而解决了弹簧的侧载问题。

技术领域

本实用新型涉及一种汽车用悬架螺旋弹簧。

背景技术

麦弗逊悬架是一种常见的小型汽车前悬架。其结构简单，价格低廉。但大多采用普通螺旋弹簧，只能沿弹簧中心线受力。它不可避免地存在侧向载荷弯矩问题，容易造成减振器杆的球头磨损，降低了减振器的使用寿命。目前已有悬架用螺旋弹簧(专利申请号201680054728.X)，可以将悬架用螺旋弹簧的反作用力线的位置相对于悬架机构向所期望的方向倾斜，但是此机构设计受安装尺寸的限制。因此，本实用新型提出一种矩形截面的螺旋弹簧，通过加工期间旋转矩形截面，获得一种受力方向偏置的弹簧，可将侧载弯矩转变为分别置于弹簧上下座处的转矩，改善磨损问题。与现有技术相比，螺旋弹簧具有结构简单、容易安装、维修方便、安装尺寸小等优点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种汽车用矩形截面的悬架螺旋弹簧，能产生一种受力方向倾斜的作用力。技术方案：

一种提供偏置力的非线性螺旋弹簧，簧丝截面为矩形，在簧丝的缠绕过程中，矩形截面旋转角度与缠绕角度比值为1：4，加工过程中在簧丝围绕芯轴转动的同时，利用矩形导向管的转动使得簧丝围绕其矩形截面中心转动，芯轴转动1/2圈时，导向管和簧丝截面转动1/4 圈，螺旋弹簧整体的受力作用线偏向一侧，可为悬架提供偏置的弹簧力。

进一步地，奇数圈垂向是矩形长边、刚度大，偶数圈垂向是短边刚度小。

一种汽车用矩形截面的悬架螺旋弹簧，其特征在于：具有旋转矩形截面，截面旋转角度与簧丝缠绕角度为1：4关系，可以提供轴线偏置的弹簧力，且弹簧有效圈中的奇数偶数圈的刚度不同，奇数圈垂向是矩形长边、刚度大，偶数圈垂向是短边刚度小，因此也是一种非线性弹簧。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点:

1.所述螺旋弹簧受力轴线偏置于中心线一侧，用于汽车减振器弹簧，可有效降低减振器杆球头磨损，延长减振器寿命，改善汽车行驶平顺性。

2.所述螺旋弹簧垂向上具有非线性的刚度特性。

附图说明

图1为弹簧力偏置示意图；

图2为本实用新型的截面图；

图3为弹簧力比较图。

具体实施方式

本实用新型提出一种螺旋弹簧结构，该弹簧簧丝截面为矩形，其长为h，宽为b，加工过程中在簧丝围绕芯轴转动的同时，利用矩形导向管的转动使得簧丝围绕其矩形截面中心转动，芯轴转动1/2圈时，导向管和簧丝截面转动1/4圈，即在一个完整的弹簧有效圈内，存在两个相隔180度的簧丝截面，分别为矩形宽和矩形长平行于弹簧压缩的运动轴线，如图2中截面 A和B。螺旋弹簧刚度与抗弯截面系数成反比，A截面的B截面的抗弯截面系数分别为bh²/6 和hb²/6，二者比值为截面长宽边之比，因此A截面附近的簧丝微段具有更高的刚度，B截面附近的簧丝微段具有更低的刚度，弹簧整体的受力作用线偏向A截面(宽)一侧。由于对称关系，在y方向上截面旋转产生的合力作用轴的偏移彼此抵消，故而弹簧力作用线仅在x方向偏移。