弹簧的应用

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弹簧的应用课题组长:×××课题成员:×××学校班级:×××指导老师:×××【摘要】弹簧是机械和电子行业中广泛使用的一种弹性元件,弹簧在受载时能产生较大的弹性变形,把机械功或动能转化为变形能,而卸载后弹簧的变形消失并回复原状,将变形能转化为机械功或动能。【关键词】弹簧、应用一、课题提出的目的与意义使学生在研究活动中学习到知识,让课本知识与生活更加融会贯通,锻炼在多方面的动手动脑能力,培养社会实践能力和生活处世能力。二、课题研究方法此次课题研究运用到的方法主要有:文献研究法、观察法、其他研究方法。三、研究结果1、弹簧的分类按受力性质可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等。按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等。2、弹簧的应用大多数材料都有不同程度的弹性,如果将其弯曲,便会以很大的力量恢复其原形。在人类历史上,一定很早就注意到树苗和幼树的树枝有很大的挠性,因为许多原始文化利用这一特性,在特制的门后或笼子后楔上一根棍,或者用活结套在一根杆上向下拉;一旦松开张力,这根棍或杆就会往回弹。他们就用这种办法来捕捉飞禽走兽。实际上,弓就是按这种方式利用幼树弹性的弹簧;先向后拉弓,然后撒手,让其回弹。中世纪时,这种想法开始出现在机械上,如纺织机、车床、钻机、磨面机和锯。操作者用手或脚踏板给出下压冲程,将工作机械往下拉,这时用绳索固定在机械上的一根杆弹回,产生往复运动。弹性材料的抗扭性不压于它的抗挠性。希腊帝国时期(大概是公元前4世纪)发明了用搓成的腱绳或毛绳拉紧的扭簧,用以代替简单的弹簧来加强石弩和抛石机的威力。这时人们开始认识到,金属比木头、角质或任何这类有机物质的弹性更大。菲洛(其写作年代约为公元前200年)把它作为一项新发现来进行介绍。他估计读者是难以置信的。凯尔特人和西班牙人的剑的弹性,引起了他的亚历山大城的前辈的注意。为了弄清楚剑为什么有弹性,他们进行了许多实验。结果他的师傅克特西比发明了抛石机,抛石机的弹簧是用弯曲的青铜板作成的——实际上是最早的片簧;菲洛本人又进一步改进了这些抛石机。富有创造性的克特西比在发明这种抛石机后,又想出了另一种抛石机—一它利用汽缸内空气在受压的情况下产生的弹性工作。在很久以后人们才想到:如果压缩一根螺旋杆,而不是弯曲一根直杆,那么金属弹簧储存的能量就会更大。据伯鲁涅列斯基的小传记载,他制作过一口闹钟,其中使用了若干代弹簧。最近有人指出,在附有一些奇特的螺旋弹簧钟表图的15世纪末叶的一本机械手册中有这架闹钟的图样。这类弹簧也用于现代的捕鼠器。带圈簧(水平压缩而不是垂直压缩的弹簧)的钟表,在1460年左右肯定已开始使用了,但基本上是皇室的奢侈品,大约又过了1个世纪,带弹簧的钟表才成为中产阶级人士的标志。制作弹簧的主要材料有:优质碳素钢、合金钢、有色金属合金等。3、弹簧的功能(1)、控制机械的运动,如内燃机中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧等。(2)、吸收振动和冲击能量,如汽车、火车车厢下的缓冲弹簧、联轴器中的吸振弹簧等。(3)、储存及输出能量作为动力,如钟表弹簧、枪械中的弹簧等。(4)、用作测力元件,如测力器、弹簧秤中的弹簧等。弹簧的载荷与变形之比称为弹簧刚度,刚度越大,则弹簧越硬。弹簧是机械和电子行业中广泛使用的一种弹性元件,弹簧在受载时能产生较大的弹性变形,把机械功或动能转化为变形能,而卸载后弹簧的变形消失并回复原状,将变形能转化为机械功或动能。4、利用弹簧的功能(1)、测量功能我们知道,在弹性限度内,弹簧的伸长(或收缩)跟外力成正比。利用弹簧这一性质制成弹簧秤。(2)、紧压功能观察各种电器开关会发现,开关的两个触头中,必然有一个出头装有弹簧,以保证两个出头紧密接触,是导通良好。如果接触不良,接触处的电阻变大,电流通过时产生的热量变大,严重时还会是接触处的金属融化。卡口灯头的两个金属柱都装有弹簧也是为了接触良好;至于螺口灯头的中心金属片以及所有插座的接插金属片都是簧片,其功能都是使双方紧密接触,以保持到同良好。在盒式磁带中,有一块磷青铜的簧片,利用它弯曲形变时产生的弹力使磁头与磁带密切接触。在订书机中有一个长螺旋弹簧它的作用一方面是顶紧钉书钉,另一方面是当最前面的钉被推出后,可以将后面的钉送到最前面以备钉舒适推出,这样,就能自动的将一个个钉推到最前面,直到钉全部推出为止。许多机器自动供料,自动步枪中的子弹自动上膛都靠弹簧的这种功能。此外,象夹衣服的夹子,圆珠笔,钢笔套上的夹片都利用弹簧的紧压功能夹在衣服上。(3)、复位功能弹簧在外力作用下发生形变,撤去外力后,弹簧就能恢复状态。很多工具和设备都是利用弹簧这一性质来复位的。例如,许多建筑物大门的合页上都装了复位弹簧人们进出后,门会自动复位。人们还利用这一功能制成了自动伞、自动铅笔等用品,十分方便。此外,各种按钮和按键也少不了复位弹簧。(4)、带动功能机械钟表,发条玩具都是靠上紧发条带动。当发条被上紧时发条产生弯曲形变,存储一定的弹性势能。释放后,弹性势能转变为动能,通过传动装置带动转动。在玩具枪和发令枪和军用枪支也是利用弹簧的之一性质工作的。(5)缓冲功能在机车汽车车架与车轮之间装有弹簧,利用弹簧的弹性来减缓车辆的颠簸。(6)、振动发声功能当空气从口琴,手风琴中的簧孔中流动时,冲击簧片,簧片震动发出声音。四、参考文献及网站://baike.baidu.com/view/107785.htm#1_2罗辉等编著的《机械弹簧制造技术》,机械工业出版社,1987;机械工业部农机工业局统编的《弹簧制作工艺学》,机械工业出版社,1988苏德达、李忆莲编著的《弹簧的失效分析》,机械工业出版社,1988刘诚勇编著的《铁路机车车辆弹簧制造工艺》,人民铁道出版社,1978刘海编的《铁路机车车辆弹簧制造工艺》,人民交通出版社,1973

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