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標題: 求助大神：扭簧設計 [打印本頁]

作者: 生理鹽水 時間: 2018-10-8 11:46
標題: 求助大神：扭簧設計
最近設計一個機構，扭簧方便出現了好多問題，特意來此求教下大神：
先上一波圖：
(, 下載次數: 222) (, 下載次數: 197)
如圖，當綠色蓋板與底板平行的時候有一個卡扣勾住底板，卡扣松開后綠色蓋板向上彈起，直到碰到限位停止，翻轉120°。
詳細信息：
1、綠色蓋板重量為2KG
2、軸承外徑為19mm
(, 下載次數: 238) (, 下載次數: 256) (, 下載次數: 275)

開始計算需要扭力按照：

力×工作半徑×摩擦系數來計算=摩擦力矩
感覺沒有加速度也就沒有了啟動扭矩，所以直接計算摩擦力矩，只要扭簧在使用角度產生的扭矩大于摩擦力矩就可以。

問題：

計算扭矩的方式是否正確？
工作半徑是取軸承的半徑（19/2）還是安裝扭簧力臂的半徑（21/2）還是力臂（263）或者是其他的？
實際應用中發現扭簧從初始狀態到工作狀態，內徑會縮小，這個縮小值如何計算？
實際應用中發現扭簧從初始狀態到工作狀態，長度會增加，這個增加值如何計算？
轉軸如果與扭簧內徑相差太多會造成工作后扭簧偏斜，轉軸與扭簧內徑如何配合，是否跟問題3有關聯？
扭簧力臂對扭力影響大么？

作者: xuzhuodage 時間: 2018-10-8 11:54
頂起

作者: 喂我袋鹽 時間: 2018-10-8 12:19
LZ公司是生產扭簧的，還是準備定做、采購扭簧的？

作者: 塵世天涯 時間: 2018-10-8 12:56
樓主這個應用，扭簧肯定不是最佳選擇，用氮氣彈簧的效果會比扭簧好的多，原因如下

1. 扭簧在兩個工作角度的扭矩差別非常大，滿足打開狀態的扭矩之后，可能就會發現閉合狀態下的扭矩已經很高了
2. 扭簧打開過程是一個突然加速的過程，對使用者不是很友好，卡扣打開后突然彈開，會很突然，嚴重情況下會打到手

相對來說，氮氣彈簧的的輸出相對恒定，打開過程相對緩慢

如果樓主堅持用扭簧，關于你提的扭矩計算方式，給點我的意見：供參考

工作半徑的選取，取決于蓋板和底板的設計，具體看受力點在什么位置，沒有固定值。樣本給出的是假定1/2力臂下的扭矩，你可以根據需要自行調整

作者: 生理鹽水 時間: 2018-10-8 13:09

塵世天涯發表于 2018-10-8 12:56
樓主這個應用，扭簧肯定不是最佳選擇，用氮氣彈簧的效果會比扭簧好的多，原因如下

1. 扭簧在兩個工作角 ...

樣本？是哪個廠商的，能否給我一個連接？
受力點是否就是兩個扭簧安裝點的直徑？

作者: 塵世天涯 時間: 2018-10-8 13:24

生理鹽水發表于 2018-10-8 13:09
樣本？是哪個廠商的，能否給我一個連接？
受力點是否就是兩個扭簧安裝點的直徑？

說來慚愧，扭簧我只用過一個品牌的，Misumi
力臂是從蓋板或底板跟扭簧的第一個接觸點開始算的

作者: fangyunsheng 時間: 2018-10-8 13:30
本帖最后由 fangyunsheng 于 2018-10-8 13:34 編輯

給你上個圖參考啊，用一根拉簧實現你說的效果。不過如果可能還是用氮氣彈簧比較好。
前兩張是關閉后的狀態，后兩張是打開后的狀態。打開后彈簧繞轉軸彎曲，圖中鋸齒狀的結構是一個可以調節的小結構。
這個件撿來的，不知道是做什么的，看到結構挺巧妙，今天正好用來給你做參考。

作者: 孤鷹GE 時間: 2018-10-8 13:34
頂起

作者: 冰小帥 時間: 2018-10-8 14:06
樓主是不是想做一個彈簧，彈力的變換剛好等于蓋板基于旋轉點的重力變換量加一個恒定的摩擦力。想法挺好的，但是實現有點難度。你跟供應商溝通一下吧，盡量的接近應該還是可以做到的。你自己考慮不到這么多了，彈簧看著簡單做精了還是挺復雜了。像你這種使用場合我們普通的彈簧應該是做不到。（不知道我理解的對不對，個人建議僅供參考

）

作者: 生理鹽水 時間: 2018-10-8 14:55

冰小帥發表于 2018-10-8 14:06
樓主是不是想做一個彈簧，彈力的變換剛好等于蓋板基于旋轉點的重力變換量加一個恒定的摩擦力。想法挺好的， ...

你說的好復雜，我就是想在轉軸中心加一個扭簧，讓翻蓋翻開，這個扭簧如何選型僅此而已！

作者: 生理鹽水 時間: 2018-10-8 14:57

fangyunsheng 發表于 2018-10-8 13:30
給你上個圖參考啊，用一根拉簧實現你說的效果。不過如果可能還是用氮氣彈簧比較好。
前兩張是關閉后的狀態 ...

謝謝！我知道可以用其他方式來解決此問題，但是我想用扭簧來做這個翻蓋機構，并且并不復雜，同時因為從未用過扭簧，所以有一些實際應用的問題，在論壇請教一下！

作者: 生理鹽水 時間: 2018-10-8 14:58

塵世天涯發表于 2018-10-8 13:24
說來慚愧，扭簧我只用過一個品牌的，Misumi
力臂是從蓋板或底板跟扭簧的第一個接觸點開始算的

米思米我也用過，可惜米思米的樣冊沒有一些計算方法，同時他們家的扭簧都是小型的，絲徑與內徑都是！

作者: dhb833 時間: 2018-10-8 15:13
感覺完全不懂的樣子

作者: 機械制鳥 時間: 2018-10-8 15:35
去五金店買幾個扭簧試試

作者: fangyunsheng 時間: 2018-10-8 15:50
本帖最后由 fangyunsheng 于 2018-10-8 16:10 編輯

生理鹽水發表于 2018-10-8 14:57
謝謝！我知道可以用其他方式來解決此問題，但是我想用扭簧來做這個翻蓋機構，并且并不復雜，同時因為從未 ...

如果就想用扭簧，那么扭力的大小應該是克服蓋板自重產生的力矩，這個力矩是變力，在蓋板水平的時候產生的力最大，扭簧要克服的是這個力，既然用了軸承，軸承處產生的摩擦力很小了，感覺可以忽略。
重力力矩=重力*(蓋板長度/2)=扭力*扭簧著力點到扭簧中心距離以目前數據：重力力矩=20*(263/2)=2630 N*mm= 扭力*15mm ，這個計算出來的扭力是兩個彈簧產生的
（注：圖中有尺寸263，但實際可能比這個要大；尺寸15根據圖示的彈簧尺寸畫圖測量得到）

扭簧扭力大小就查手冊計算吧，另外為了保險乘個大于1的安全系數。

如果是我，會把扭簧的固定孔多做幾個，萬一力太大了或者太小了，可以有一定的調整余地。

作者: 冰小帥 時間: 2018-10-8 15:51

生理鹽水發表于 2018-10-8 14:55
你說的好復雜，我就是想在轉軸中心加一個扭簧，讓翻蓋翻開，這個扭簧如何選型僅此而已！

那你這個應該簡單了，利用三角函數算出蓋板基于轉軸旋轉時的最大重力（應該是蓋板在水平方向的時候），然后這個最大重力加上摩擦力就是翻轉所需要的力了，然后用彈簧線速度與蓋板重心線速度比算出力比關系，就知道彈簧需要的力了。

作者: 葛式一 時間: 2018-10-8 16:38
GB 23935 圓柱螺旋彈簧設計計算

作者: mxh12345 時間: 2018-10-8 16:59
樓主可以試試用ANSYS軟件進行仿真測試

作者: 微雨風塵 時間: 2018-10-8 17:23
扭矩計算力需要加上蓋子的重力產生的阻力扭矩,這是一個變化量.如果要保證蓋子能夠達到指定位置,那么必然存在加速度,因此限位上的緩沖裝置必不可少.彈簧圈數及線徑可以參考下面軟件http://www.fsth88.com/spring/niuhuangjisuan.html
再細致的按手冊算吧

作者: 遠祥 時間: 2018-10-8 18:14
樓主這個扭簧要定制而成了。

作者: 喂我袋鹽 時間: 2018-10-8 18:22

fangyunsheng 發表于 2018-10-8 13:30
給你上個圖參考啊，用一根拉簧實現你說的效果。不過如果可能還是用氮氣彈簧比較好。
前兩張是關閉后的狀態 ...

老鼠夾？

鋸齒狀這里的結構有沒有正面照片？

謝謝分享~

作者: fangyunsheng 時間: 2018-10-9 07:49

喂我袋鹽發表于 2018-10-8 18:22
老鼠夾？

鋸齒狀這里的結構有沒有正面照片？

你要的鋸齒結構

作者: 前景錢 時間: 2018-10-9 09:40
扭簧不太會計算，一般是根據經驗來選。

作者: 瑞香 時間: 2018-10-9 13:56
樓主發的這個貼，令人收獲頗多...好貼..

作者: yc1990717120 時間: 2018-10-9 15:21
樓主好：
   不知道你的設計要求是哪些，總感覺這6個問題問不到點子上；
   1&2、摩擦力矩所指是哪兩個零件之間的摩擦呢？沒有發現現有結構上的摩擦配合（通常對軸承的摩擦力就忽略了）
            搞不清楚摩擦對象就沒法確定計算參數了；
   3&4、好像沒有特定的計算方式，要找供應商咨詢或實物試驗，結構上多為根據經驗留足空間；
   5、現有的彈簧結構會有偏斜，實際扭力比理論值略小；本身彈簧扭力也是在一定公差范圍內，需要自行調整扭力公差；
         當然也有避免偏斜的彈簧結構
   6、這些細節通常就交給彈簧廠商了，你處規定總體尺寸和扭力曲線就好

作者: 生理鹽水 時間: 2018-10-9 18:49

yc1990717120 發表于 2018-10-9 15:21
樓主好：
不知道你的設計要求是哪些，總感覺這6個問題問不到點子上；
1&2、摩擦力矩所指是哪 ...

你說的有點不對：

1、摩擦力矩當然是蓋板與底板的旋轉軸的摩擦力矩了，不知道這個力矩或者叫轉矩，如何選擇合適力的扭簧？
2、偏斜是扭簧工作過程中內部沒有支持造成的，理想的工作狀態下扭簧應該是一致保持圓柱形狀，但是在實際情況下，扭簧會辦成紡錘型或者漏斗形等等，
3、你說的更不對了，如果力臂對扭簧的扭力有影響，并且有很大占比的話，那你計算的扭力就是錯誤的啊！

扭簧選型核心就是轉矩啊，這種核心的東西都搞不懂，怎么能選好呢？
我覺得你太敷衍了！
不是我的問題問不到點子上，是你沒認真看！想當然！

作者: 西街城柏 時間: 2018-10-9 19:10
寫的真不錯，值得分享，給作者32個贊!

作者: 夜孤城le 時間: 2018-10-9 21:00
簡單算了一下，按現在的尺寸來說的話，你的扭臂會變形，可以減短扭臂的長度，或者增加有效圈數。

作者: 夜孤城le 時間: 2018-10-9 21:08

生理鹽水發表于 2018-10-9 18:49
你說的有點不對：

1、摩擦力矩當然是蓋板與底板的旋轉軸的摩擦力矩了，不知道這個力矩或者叫轉矩，如 ...

摩擦力矩這個沒看懂，你不放去一個稍微大點兒的安全系數，然后在扭簧中間加個引導桿。

作者: lhd1977 時間: 2018-10-10 08:11
給個參考吧，軸16mm,翻轉90度，專業治具組裝

作者: 喂我袋鹽 時間: 2018-10-10 08:42

fangyunsheng 發表于 2018-10-9 07:49
你要的鋸齒結構

謝謝您的分享！
有幾個問題，請教：
1）調節死點還是拉力？
2）這種彈簧機構，如何自動化裝配呢？

作者: 夜孤城le 時間: 2018-10-10 12:30

夜孤城le 發表于 2018-10-9 21:00
簡單算了一下，按現在的尺寸來說的話，你的扭臂會變形，可以減短扭臂的長度，或者增加有效圈數。

根據這個公式算的

作者: 夜孤城le 時間: 2018-10-10 12:37

夜孤城le 發表于 2018-10-9 21:08
摩擦力矩這個沒看懂，你不放去一個稍微大點兒的安全系數，然后在扭簧中間加個引導桿。

安全系數一般用在校核強度和剛度的時候，你的這個模型最大應力應該在水平的時候發生，所以在計算最大扭矩的時候應該加上安全系數。我自己也設計過扭簧，沒用到過摩擦力矩、加速度這些概念。

作者: Dongwei.yuan 時間: 2018-10-10 14:08

mxh12345 發表于 2018-10-8 16:59
樓主可以試試用ANSYS軟件進行仿真測試

哈哈哈這個真心搞笑

作者: 朱凱_KXASa 時間: 2018-10-10 14:51
學習了

作者: yc1990717120 時間: 2018-10-10 17:13

生理鹽水發表于 2018-10-9 18:49
你說的有點不對：

1、摩擦力矩當然是蓋板與底板的旋轉軸的摩擦力矩了，不知道這個力矩或者叫轉矩，如 ...

1、靠扭簧彈起蓋板，主要克服蓋板自重重力矩；如果要降低軸承游隙增加阻力以降低彈起速度的情形另說
至于所謂旋轉軸的摩擦力矩，著實看不出來；
2、重點要說的是扭簧的偏斜是朝著扭力降低的方向；
3、扭簧力臂本身在受載時形變就會導致扭簧扭力降低，不同的線徑和結構效果也不盡相同；
4、并非敷衍你，專業的事情就得找專業的人員。邊做邊學，項目時程不會等人。
5、能潛心搞材料或者底層零件研究的人不多了，唉

作者: 仔小胖 時間: 2021-1-14 12:52
現在畫扭簧我都是憑公式憑感覺，完全找不到正經完整的計算流程，和驗算過程

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