一种力值特性可调的碟形弹簧装置的制作方法

本发明涉及一种碟形弹簧装置，尤其涉及一种力值特性可调的碟形弹簧装置。

背景技术：

现有技术中，一种碟形弹簧只能输出一种力值特性，在需要不同力值特性的结构中，一般都是通过杠杆或齿轮等外加力值变换机构方式进行调节。外加变换机构会占用较大空间；由于存在摩擦等因素，外加变换机构存在力值损耗；外加变化机构复杂，制造成本高。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是：提供力值特性可调的碟形弹簧装置，通过联动旋转下涡状线平板和上涡状线平板，实现输出不同力值特性的碟形弹簧装置，该装置结构紧凑、占用空间小、方便调节力值特性、制作成本低。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：

一种力值特性可调的碟形弹簧装置，包括底托件、碟形弹簧、涡状线平板、上压件、接触探棒、连杆，所述底托件包括底托件底面和位于底托件底面上方并一体成型于底托件底面的底托件轴，所述底托件轴的顶端边缘设有销槽，所述底托件底面设有环形凹槽，所述碟形弹簧套设于所述底托件轴并凹面向下置于环形凹槽内；所述涡状线平板包括结构相同的上涡状线平板和下涡状线平板，每个涡状线平板上有至少三条角度均匀分布的贯穿上下表面的涡状线开槽；所述上压件上有同涡状线开槽数量相同均匀分布的径向开槽，所述接触探棒的数量与径向开槽数量一致，所述上压件设有圆柱形中心孔，所述上压件通过圆柱形中心孔套装于所述底托件轴并通过销键连接，所述上压件置于下涡状线平板与上涡状线平板中间，所述下涡状线平板、上压件和上涡状线平板中心轴重合，所述下涡状线平板与上涡状线平板通过连杆连接；所述接触探棒的上半部垂直向上贯穿径向开槽和上涡状线平板的涡状线开槽，所述接触探棒的下半部垂直向下贯穿下涡状线平板的涡状线开槽，接触探棒的底端与碟形弹簧凸表面接触。

作为优选，所述上压件包括轴向设有圆柱形中心孔的圆柱体，所述圆柱体外径设有与圆柱体同轴并一体成型的圆环状平面和圆环状限位台阶，所述圆环状限位台阶位于所述圆环状平面的上端，所述圆柱体的圆柱形中心孔的内壁轴向设有配合所述销槽和销键的销键槽，所述径向开槽均匀的设于圆环状平面并穿透所述圆环状平面。

作为优选，接触探棒的中部设有凸体，所述凸体的宽度大于径向开槽的宽度，所述接触探棒的凸体上端和下端部分宽度略小于径向开槽的宽度。

作为优选，所述接触探棒的底端呈弧形。

作为优选，上涡状线平板和下涡状线平板上的的涡状线开槽相位保持一致，涡状线开槽数量与上压件上的径向开槽数量相同。

作为优选，所述上涡状线平板和下涡状线平板上分布设有三条涡状线开槽，所述上压件设有三条径向开槽。

作为优选，所述上涡状线平板下表面与上压件上的圆环状限位台阶的上表面接触。

作为优选，所述上涡状线平板和下涡状线平板的边缘设有用于安装连杆的固定孔。

作为优选，所述上压件通过圆柱形中心孔间隙配合所述底托件轴，所述碟形弹簧内径间隙配合所述底托件轴。

作为优选，上涡状线平板和下涡状线平板轴向间隙配合所述圆柱体的外侧壁。

联动上涡状线平板和下涡状线平绕上压件逆时针或顺时针旋转下涡状线平板和上涡状线平板，三根接触探棒受下涡状线平板中的涡状线槽、上涡状线平板中的涡状线槽和上压件中的径向开槽共同约束，将向圆环状平面径向同步移动，从而三根接触探棒与碟形弹簧凸表面的接触位置也发生改变。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果是：

相比现有技术，本发明通过联动旋转下涡状线平板与上涡状线平板，使接触探棒与碟形弹簧的接触点沿碟形弹簧凸表面径向等距移动，在底拖件固定，上压件压缩的过程中，上压件将输出不同的特性的力值，该装置结构紧凑、占用空间小方便调节力值特性、生产成本低。

附图说明

图1为本发明的碟形弹簧装置示意图；

图1-1为图1的俯视图；

图1-2为图1-1中a-a截面示意图；

图2为底托件结构示意图；

图2-1为图2中b-b截面示意图；

图3为碟形弹簧结构剖面示意图；

图4为下涡状线平板和上涡状线平板俯视示意图；

图5为接触探棒结构剖面示意图；

图6为上压件俯视示意图；

图6-1为图6中c-c截面示意图；

图7为不同旋转角度下碟形弹簧装置输出的力值比较示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。

如图1、图1-1，图1-2、图2、图2-1、图3、图4所示一种力值特性可调的碟形弹簧装置，包括底托件1、碟形弹簧2、涡状线平板、上压件4、接触探棒6、连杆7，底托件1包括底托件底面11和位于底托件底面11上方并一体成型于底托件底面11的底托件轴12，底托件轴12的顶端边缘设有销槽13，底托件底面11设有环形凹槽14，碟形弹簧2套设于底托件轴12并凹面22向下置于环形凹槽14内；涡状线平板包括结构相同的上涡状线平板31和下涡状线平板32，涡状线该平板上有三条角度均匀分布的贯穿上下表面的涡状线开槽312；上压件4上有同涡状线开槽312数量相同均匀分布的径向开槽43，上压件4设有圆柱形中心孔47，上压件4通过圆柱形中心孔47套装于底托件轴12并通过销键5连接，上压件4置于下涡状线平板32与上涡状线平板31中间，下涡状线平板32、上压件4和上涡状线平板31中心轴重合，上涡状线平板31和下涡状线平板32的边缘设有用于安装连杆7的固定孔313；下涡状线平板32与上涡状线平板31通过连杆7连接，接触探棒6的数量与径向开槽43数量一致均为三个。

如图1、图1-2、图3、图5、图6所示，接触探棒6的中部设有凸体63，凸体63的宽度大于径向开槽43的宽度，接触探棒6的凸体上端62和下端61部分宽度略小于径向开槽43的宽度；：接触探棒6的底端呈弧形，接触探棒6的上半部(即凸体上端62)垂直向上贯穿径向开槽43和上涡状线平板31的涡状线开槽312，接触探棒6的下半部(即凸体下端61)垂直向下贯穿下涡状线平板32的涡状线开槽312，接触探棒6的底端与碟形弹簧凸表面21接触。

如图1、图6、图6-1所示，上压件4包括轴向设有圆柱形中心孔47的圆柱体46，圆柱体46外径设有与圆柱体同轴并一体成型的圆环状平面42和圆环状限位台阶41，圆环状限位台阶41位于所述圆环状平面42的上端，上涡状线平板31下表面与上压件4上的圆环状限位台阶41的上表面接触防止涡状线平板向下滑；圆柱体46的圆柱形中心孔47的内壁44轴向设有配合所述销槽13和销键5的销键槽441，径向开槽43均匀的设于圆环状平面42并穿透所述圆环状平面42；上涡状线平板和31下涡状线平板32轴向间隙配合所述圆柱体46的外侧壁。

如图1、图4上涡状线平板31和下涡状线平板32上的各三条涡状线开槽312相位保持一致，涡状线开槽312数量与上压件上的径向开槽43数量相同。

如图2-1、图5、图6-1所示，装配时将圆环状限位台阶41与上涡状线平板31的下表面接触；接触探棒6的底端与碟形弹簧凸表面21接触，接触探棒6的凸体63的上表面与销键槽441配合，使得上压件4在在凸体63上将压力通过接触探棒6传递到碟形弹簧2上；圆柱体46的圆柱形中心孔47的内壁44的销键槽441与底托件轴12所在的内所在的外圆柱面采用销键配合，使得上压件4可以沿底托件轴12所在的外圆柱面上下移动；但不能旋转，圆柱体46所在的外圆柱面将与涡状线该平板的内圆柱面配合。

如图1，图1-1，图1-2所示，底托件底面11保持固定，压缩圆柱体46的顶端平面，其压缩量将通过上压件4，三根接触探棒6传递到碟形弹簧2的凸表面21上，进而压缩碟形弹簧2同样的压缩量；碟形弹簧2的作用力也将通过相反的路径传递到圆柱体46的顶端表面。

如图1，图4和图6所示，联动上涡状线平板31和下涡状线平32绕上压件4逆时针(从上往下看)旋转下涡状线平板32和上涡状线平板31，三根接触探棒6受下涡状线平板32中的涡状线槽312、上涡状线平板31中的涡状线槽312和上压件4中的径向开槽43共同约束，将向圆环状平面42边缘方向同步移动，从而三根接触探棒6与碟形弹簧2凸表面21的接触位置也发生改变，三根根接触探棒6与碟形弹簧2的接触点沿碟形弹簧2凸表面21径向等距移动，接触探棒6的底端沿着碟形弹簧2的凸表面21径向外移。

如图7所示，图7中横轴为上压件的圆柱体所在的顶端平面压缩量，单位为mm，纵轴为碟形弹簧装置输出的力值，单位为n。图7中分析的力值特性采用的碟形弹簧2的规格为：碟形弹簧外径为200mm，内径为102mm，厚度为12mm，高度为16.2mm，从下到上的力值特性分别对应涡状线平板绕轴旋转0°、90°、180°、270°和360°。旋转0°时，三根接触探棒的底端与碟形弹簧凸表面接触点均匀分布的圆周直径为115mm；旋转90°时圆周直径为130mm；旋转180°时圆周直径为145mm；旋转270°时圆周直径为160mm；旋转360°时圆周直径为175mm。涡状线平板旋转其他角度时，将获得其他不同的力值特性。

以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明相较于现有技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。