一种可调刚度的方截面弹簧机构，包括管体、弹簧以及螺钉，管体外壁设有外螺纹，管体内壁设有内螺纹，螺钉旋入内螺纹中形成第一螺旋副，弹簧旋入外螺纹中形成第二螺旋副。所述弹簧为圆柱形等节距螺旋弹簧。所述弹簧为矩形截面弹簧，第一螺旋副和第二螺旋副均为矩形螺旋副。所述内螺纹和外螺纹的螺距相等。所述管体的内螺纹和外螺纹的升角小于第一螺旋副和第二螺旋副中最小的当量摩擦角。所述弹簧的刚度在设计范围内连续可调。本发明专利技术结构简单，能承受较大的载荷，稳定性高，在加载情况下也能对弹簧机构的刚度进行调节，并且调节刚度的过程简单，大大节约了调试时间，提高了样机的调试效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种弹簧，具体是一种可调刚度的方截面弹簧机构。
技术介绍
可调刚度的弹簧在样机调试、模态分析等工程实践中有较大的需求，用以确定系统中某个弹簧的最佳刚度，以满足设计要求。为了实现调节弹簧刚度的目的，目前广泛采用的方法主要有三种:其一是生产多种刚度的弹簧，直到找到合适的刚度，这种方法成本高，样机的调试时间长，不能实现对弹簧刚度的连续调节；其二为使用电控或气控系统对弹簧的作用部分进行调节，这种系统结构复杂，体积庞大，不便于安装及使用，对周围环境要求高；其三是通过电磁弹簧实现，这种弹簧负载能力小，无法满足工程上的需求。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种可调刚度的方截面弹簧机构。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案:一种可调刚度的方截面弹簧机构，包括管体、弹簧以及螺钉，管体外壁设有外螺纹，管体内壁设有内螺纹，螺钉旋入内螺纹中形成第一螺旋副，弹簧旋入外螺纹中形成第二螺旋副。所述弹簧为圆柱形等节距螺旋弹簧。所述弹簧为矩形截面弹簧，第一螺旋副和第二螺旋副均为矩形螺旋副。所述内螺纹和外螺纹的螺距相等。所述管体的内螺纹和外螺纹的升角小于第一螺旋副和第二螺旋副中最小的当量摩擦角。所述弹簧的刚度在设计范围内连续可调。与现有技术相比较，本专利技术具备的有益效果:本专利技术通过改变弹簧的有效作用长度实现对弹簧刚度的连续调节，并保持其静态长度不变。本专利技术结构简单，能承受较大的载荷，稳定性高，在加载情况下也能对弹簧机构的刚度进行调节，并且调节刚度的过程简单，大大节约了调试时间，提高了样机的调试效率。所述弹簧与常见弹簧的外形相差不大，可以对大多数的常见弹簧直接替换，不需要定制专门的夹具，更换前后周围零部件外形尺寸无需进行修改。由于弹簧的刚度是连续可调的，故得出的数据将会更加精确。可以重复利用并能应用于多种不同场合，通用性强，有效降低了生产成本，缩短了研发周期。【附图说明】图1为本专利技术所述方截面弹簧机构装配图。图2为本专利技术所述方截面弹簧机构的管体示意图。图3为本专利技术所述方截面弹簧机构的管体的剖视图。图4为本专利技术所述方截面弹簧机构的弹簧示意图。图5为本专利技术所述方截面弹簧机构的螺钉示意图。【具体实施方式】下面通过实施例对本专利技术的技术方案作进一步阐述。实施例1一种可调刚度的方截面弹簧机构，包括管体2、弹簧I以及螺钉3，管体2外壁设有外螺纹，管体2内壁设有内螺纹，螺钉3旋入内螺纹中形成第一螺旋副，弹簧I旋入外螺纹中形成第二螺旋副。所述弹簧I为圆柱形等节距螺旋弹簧。所述弹簧I为矩形截面弹簧，第一螺旋副和第二螺旋副均为矩形螺旋副。所述内螺纹和外螺纹的螺距相等。所述管体2的内螺纹和外螺纹的升角小于第一螺旋副和第二螺旋副中最小的当量摩擦角。所述弹簧I的刚度在设计范围内连续可调。工作原理及其过程:通过弹簧及管体的相对同轴转动，可以使二者间产生轴向位移，并以此改变弹簧的伸出长度，即改变弹簧的实际作用长度，达到调节弹簧刚度的目的。由于所述内螺纹和外螺纹的螺距相等，在弹簧和螺钉不发生相对转动时，通过旋转管体，可实现改变弹簧机构刚度的同时，保持弹簧机构的长度不变。弹簧中只有处在管体外螺纹以外的部分在工作，其余部分与管体保持刚性接触。由于管体的内螺纹和外螺纹的升角小于第一螺旋副和第二螺旋副中最小的当量摩擦角，故在正常工作过程中，第一螺旋副和第二螺旋副均处于自锁状态，整个系统与普通弹簧的力学性能相同，只有在外力作用下，管体才会发生旋转，使弹簧机构的刚度发生改变。由于所述弹簧的材料截面为矩形，第一螺旋副和第二螺旋副均为矩形螺旋副，因此弹簧与外螺纹能够紧密配合，在对弹簧施加轴向外力时，弹簧不会滑出螺纹。【主权项】1.一种可调刚度的方截面弹簧机构，其特征在于，包括管体、弹簧以及螺钉，管体外壁设有外螺纹，管体内壁设有内螺纹，螺钉旋入内螺纹中形成第一螺旋副，弹簧旋入外螺纹中形成第二螺旋副。2.如权利要求1所述的可调刚度的方截面弹簧机构，其特征在于，所述弹簧为圆柱形等节距螺旋弹簧。3.如权利要求2所述的可调刚度的方截面弹簧机构，其特征在于，所述弹簧为矩形截面弹簧，第一螺旋副和第二螺旋副均为矩形螺旋副。4.如权利要求1?3任意一项所述的可调刚度的方截面弹簧机构，其特征在于，所述内螺纹和外螺纹的螺距相等。5.如权利要求1?3任意一项所述的可调刚度的方截面弹簧机构，其特征在于，所述管体的内螺纹和外螺纹的升角小于第一螺旋副和第二螺旋副中最小的当量摩擦角。6.如权利要求1?3任意一项所述的可调刚度的方截面弹簧机构，其特征在于，所述弹簧的刚度在设计范围内连续可调。【专利摘要】一种可调刚度的方截面弹簧机构，包括管体、弹簧以及螺钉，管体外壁设有外螺纹，管体内壁设有内螺纹，螺钉旋入内螺纹中形成第一螺旋副，弹簧旋入外螺纹中形成第二螺旋副。所述弹簧为圆柱形等节距螺旋弹簧。所述弹簧为矩形截面弹簧，第一螺旋副和第二螺旋副均为矩形螺旋副。所述内螺纹和外螺纹的螺距相等。所述管体的内螺纹和外螺纹的升角小于第一螺旋副和第二螺旋副中最小的当量摩擦角。所述弹簧的刚度在设计范围内连续可调。本专利技术结构简单，能承受较大的载荷，稳定性高，在加载情况下也能对弹簧机构的刚度进行调节，并且调节刚度的过程简单，大大节约了调试时间，提高了样机的调试效率。【IPC分类】F16F1/04, F16F1/13【公开号】CN104948624【申请号】CN201510389979【专利技术人】张 焕 【申请人】广西大学【公开日】2015年9月30日【申请日】2015年7月3日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可调刚度的方截面弹簧机构，其特征在于，包括管体、弹簧以及螺钉，管体外壁设有外螺纹，管体内壁设有内螺纹，螺钉旋入内螺纹中形成第一螺旋副，弹簧旋入外螺纹中形成第二螺旋副。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张焕，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45
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