Коэффициент формы сечения и кривизны витка

4с- !

4с - 4

Диаметр проволоки в мм

32 V 71[аиз]

(30)

(31)

Напряжение нормальное при изгибе в МПа под нагрузкой Л/2

02 =

(32)

должно быть 02 [с5из]

Предельный угол закручивания в градусах при л/3

аз = 1,25 а2. (33)

Наибольший рабочий угол закручивания в градусах при Л/2

а2 8аз (34)

Наименьший рабочий угол закручивания в градусах при Л/]

Л/->

(35)

Рабочий угол закручивания в градусах от М[ до Л/2

е = а2 - а, . (36)

Обычно определяют из условий работы механизма.

Число рабочих витков

5459

(Л/2-Л/,)с

10002 1,8с [о из)

(37)

(37а)

Наименьшее число витков (из условия устойчивости пружины, т. е. постоянства ее оси)

аз U23,lj

(38)

должно быть П >

Высота пружины в свободном состоянии в мм

/о = (л + \)d + пЬ

(39)

Зазор между витками в мм

5 = 0,1 0,5 . (40)

Шаг пружины в мм

t = d + b. (41)

Длина развернутой пружины в мм

/ ЗЛОоП + / риц . (42)

/приц - хшина проволоки прицепов, мм.

Пример расчета. Дано: наибольший рабочий крутящий момент Л/2 = 11000 Н мм, наибольший рабочий угол закручивания aj = 140°; пружина класса 1, разряда 3.

Решение. Допускаемое напряжение на изгиб в МПа

Оиз] = 1.25[тз].

Из табл. 2 имеем для стали 60С2А [тз 1 = 560 МПа

[а з1= 1,25-560=700 МПа.

Индекс пружины по формуле (29) принимаем с = 8.

Коэффициент формы сечения и кривизны витков по формуле (30)

4с - 1 4-8-1

= 1,11.

4с - 4 4-8-4 Диаметр проволоки по формуле (31)

З2М2К

32-11000-1,11

3,14 700

= 5,6 мм.

принимаем d ~ в мм.

Диаметр пружины по формуле (29)

D = cd = Se = 4S\LM\ Z), Z) + = 48 + 6 = 54 ;

D2= D~d = 4S~6 = 42.

Иногда диаметр пружины приходится принимать по конструктивным соображениям.

Нормальное напряжение при Л/ (т. е. поверочный расчет пружины на прочность) по формуле (32)

32Л/2 32 11000 1,11

а2 =

580 МПа.

3,14-6

Число рабочих витков по формуле (37а)

!000Ad2 1000 1,11 140

1,8соиз1 1,8-8-700

= 16 .

Предельный угол закручивания по формуле (33)

аз = 1,25а2 = 1,25 140 = 175\ Наименьшее число витков по формуле (38)

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

i23,i;

175

i23,i;

= 4,1.

Наименьший рабочий крутящий момент по формуле (27а)

Ml = 0,2Л/2 = 0,2 11000 = 2200 Нмм.

Наименьший рабочий угол закручивания по формуле (35)

a2A/i 140- 22(Ю

= 28V

11000

Зазор между витками по формуле (40)

5 = 0,5 мм. Высота пружины по формуле (39)

/q = {n + \)d +пЗ = {\6 + \)6 + +16 0,5 = 110 мм.

Предельно допустимый крутящий момент по формуле (28а)

Л/з = 1,25Л/2 = 1,25 11000 = 13750 Н-мм.

Шаг пружины по формуле (41) Г = 6 + 0.5 = 6.5 мм.

Модуль упругости Е ... МПа. Твердость HRC ...

Напряжение нормальное при изгибе (максимальное) Оцз МПа

Число рабочих витков п ... . Направление навивки ... - . Остальные технические требования по ... (указывают номер нормативного документа).

Размеры для справок.

ПЛАСТИНЧАТЫЕ ПРУЖИНЫ ИЗГИБА (рис. 5)

Расчет, принятые обозначения:/!, 2 , Е - деформации пружины, мм, при на-Пузке соответственно Л 2 А) Длина

пружины, мм; Ру w - рабочие нагрузки, Н; Л - максимально допустимая нагрузка на пружину, Н; о из - допустимое напряжение

при изгибе, МПа; Е - модуль упругости (для стали 210000 МПа).

Максимально допустимая нагрузка в Н

Деформация пружины в мм

А = 4

Рис. 5

Пример расчета Дано: = 10 И\

Z.Q = 70 мм.

Определить размеры сечения пружины и деформацию.

Берем .холоднокатаную ленту из стали 65 с допускаемым напряжением при изгибе*

а з] = 700 МПа (для пружин из ленты толшиной 4 м.м и более применяют сталь 65Г с а з] = 700 МПа); Е 210000 МПа.

1. Толщину ленты s по конструктивным соображениям и согласно сортаменту на пружинную ленту выбираем равной 0,8 мм, тогда ширина ленты

6P.L

6 10 70

0,8 2 700

= 9,4 мм.

Принимаем Ь = 10 м.м. 2. Определяем максимально допустимую деформацию

2L~Ja J 2-70- -700

3-0,8-210000

= 5,84.

Максиматьно допустимое напряжение на изгиб для стали принимаем равным

1,25 [Ojp], где [о,р] - максимально допускаемое напряжение кручения.

Выполнение рабочих чертежей. Для пла-

стинчатой пружины с контролируемыми силовыми параметрами кроме диаграмм на чертеже приводят схему закрепления пружины и указывают размеры от точки приложения нагрузки до места закрепления (табл. 28).

28. Пример выполнения чертежа пластинчатой пружины изгиба

Схе/а закрепления прун<инь! при силовых испытаниях

Модуль упругости ... £ МПа.

Твердость HRC ....

Напряжение нормальное при изгибе

(.максимальное) а,. . , МПа.

Остатьные технические требования по ... (указывают номер нормативного документа).

ПЛОСкИ£ШРАЛЬНЫЕ ПРУЖИНЫ

Плоские спиральные пружины при.мсняют в качестве заводных: их обычно заключают в барабан хтя обеспечении смазки и придания им определенных внешних размеров В неот-ветствснныX случаях пспользуют спира.зьиыс пр>жпиы и без барабанов Ви>трсниии коней

пружины крепят к заводному валик\-, наружный - к барабану (рис. 6),

КПД спиральных пружин определяется отношением работы, производимой пружиной при развертывании, к работе, затраченной на се заводку