Написать письмо
info@cncnc.ru
На пружину кручения действует пара сил, закручивающая ее в поперечных сечениях.
Пружины применяют в качестве прижимных аккумулирующих и упругих звеньев силовых передач. Примеры применения даны на рис. 2, 3 и 4.
Расчет. Исходные данные: наибольший рабочий крутящий момент М2, Н · мм; наибольший угол закручивания a°.
Находим наибольший рабочий крутящий момент в Н·мм
(27)
Наименьший (установочный) рабочий крутящий момент определяется условиями работы механизма, его значение в Н· мм
М1 = (0,1 ÷ 0,5)М2 (27а)
Если установочная нагрузка не предусматривается, то М1 = 0 .
Предельно допустимый крутящий момент (для наибольшей испытательной нагрузки) в Н·мм:
Индекс пружины
здесь D - средний диаметр пружины; рекомендуется принимать С³5 (чем меньше d, тем больше следует брать с); в исключительных случаях допустимо с = 4 .
Значения индекса пружины с можно принимать в зависимости от диаметра проволоки:
Диаметр
проволоки,
мм ......... 0,2-0,4 0,45-1,0
с .............16-8 12-6
Диаметр
проволоки,
мм ......... 1,1-2,5 2,8-6 7-14
с .......... 10-6 10 -4 8-4
Коэффициент формы сечения и кривизны витка
(30)
Диаметр проволоки в мм
(31)
Напряжение нормальное при изгибе в МПа под нагрузкой М2
(32)
должно быть s2 £ [ sиз]
Предельный угол закручивания в градусах при М3
a3=1,25a2. (33)
Наибольший рабочий угол закручивания в градусах при М2
a2»8a3 (34)
Наименьший рабочий угол закручивания в градусах при М1
a1= a2M1/M2 (35)
Рабочий угол закручивания в градусах от M1 до M2
a= a2- a1 (36)
Обычно определяют из условий работы механизма.
Число рабочих витков
Наименьшее число витков (из условия устойчивости пружины, т. е. постоянства ее оси)
должно быть nmin³nmin
Высота пружины в свободном состоянии в мм
l0=(n+1)d+ns (39)
Зазор между витками в мм
s =0,1÷0,5 (40)
Шаг пружины в мм
t=d+s (41)
Длина развернутой пружины в мм
l»3,2D0n+lприц., (42)
lприц - длина проволоки прицепов, мм.
Пример расчета. Дано: наибольший рабочий крутящий момент М2 = 11000 Н·мм, наибольший рабочий угол закручивания a2 = 140°; пружина класса 1, разряда 3.
Решение. Допускаемое напряжение на изгиб в МПа
[ sиз]=1,25[ sз].
Из табл. 2 имеем для стали 60С2А [τз]=560МПа
[ sиз]= 1,25·560 =700 МПа.
Индекс пружины по формуле (29) принимаем с = 8.
Коэффициент формы сечения и кривизны витков по формуле (30)
Диаметр проволоки по формуле (31)
принимаем d = 6 мм.
Диаметр пружины по формуле (29)
D = cd = 8 · 6 = 48 мм;
D1 = D + d = 48 + 6 = 54;
D2 = D - d = 48 - 6 = 42 .
Иногда диаметр пружины приходится принимать по конструктивным соображениям.
Нормальное напряжение при М2 (т. е. поверочный расчет пружины на прочность) по формуле (32)
Число рабочих витков по формуле (37а)
Предельный угол закручивания по формуле (33)
a3= 1,25a2=1,25·140=175°
Наименьшее число витков по формуле
Наименьший рабочий крутящий момент по формуле (27а)
М1 = 0,2М2 = 0,2 ·11000 = 2200 Н·мм.
Наименьший рабочий угол закручивания по формуле (35)
Зазор между витками по формуле (40)
s=0,5мм.
Высота пружины по формуле (39)
l0=(n+1)d+ns=(16+1)+16·0.5=110мм.
Предельно допустимый крутящий момент по формуле (28а)
М3 = 1,25М2 = 1,25 ·11000 = 13750 Н·м.
Шаг пружины по формуле (41)
t=6+0.5=6.5мм.
Длина развернутой проволоки - по формуле (42).
Примечание. Если конструкция пружины окажется не совсем удачной, расчет следует повторить, исходя из иного, вновь выбранного индекса пружины.
27. Пружина кручения с прямыми концами, расположенными вдоль оси пружины
 |
Модуль упругости Е ... МПа.
|
