Пружини

5.4.1 Циліндричні гвинтові пружини стиску і розтягу. Пружини можуть накопичувати енергію завдяки пружним деформаціям, які викликані прикладенням навантаження, а після розвантаження віддавати накопичену енергію і відновлювати попередню форму.

За характером сприймаючого напруження розрізняють пружини стиску, розтягу, кручення і згину.

Циліндричні гвинтові пружини стиску і розтягу (рис. 5.20) зі сталевого дроту стандартизовані і поділяються на три класи залежно від навантаження. Кожний клас поділений на розряди, які відрізняються діаметром дроту і силою, яка викликає максимальну деформацію.

Рисунок 5.20 – Циліндрична гвинтова пружина

Гвинтові пружини розраховують на кручення:

,(5.45)

де, - поправочний коефіцієнт, який враховує кривизну витків і поперечну сили (визначається з таблиці);

- осьове навантаження на пружину;

- середній діаметр витків пружини;

- індекс пружини: с=D0/d;

d – діаметр дроту;

- допустиме навантаження.

При проектуванні пружини розраховується діаметр дроту, з якого буде виготовлена пружина:

.(5.46)

Розрахунок на втому включає у себе визначення коефіцієнта запасу міцності SR, який порівнюється з необхідним . Запас міцності визначається:

,(5.47)

де, - максимальне напруження при крученні;

- границя міцності матеріалу пружини при зсуву, ;

- коефіцієнт асиметрії циклу, ;

- границя втоми при відновлюваному циклі = 1,5...2,2.

випадок 1 випадок 2 Рисунок 5.21 - Пластинчаті пружини

Зміну висоти пружини розтягу-стиску визначають з формули:

,(5.47)

де, - число робочих витків пружини;

- модуль зсуву =8 104 МПа (для сталей).

5.4.2 Пластинчаті пружини згину.Пластинчаті пружини згину (рис. 5.21) розраховують на допустиме навантаження від дії сили F з умови міцності на згин для випадку 1:

,

де - осьовий момент опору;

. (5.48)

Для випадку 2:

, . (5.49)

Крім допустимої сили навантаження, для пластинчатих пружин визначають прогин:

- випадок 1:



, (5.50)

де Е – модуль пружності.

(мм4), тоді ,(5.51)

- випадок 2:

.(5.52)

Приклад 12. Визначити діаметр дроту стальної гвинтової пружини, якщо осьове навантаження на пружину 50 Н, індекс пружини с = 5, межа міцності матеріалу пружини, 200 МПа.

Розрахувати матеріал пружини на втомну міцність.

Визначаємо діаметр пружини з умови:

мм

де - поправний коефіцієнт, який враховує кривизну витків і поперечну силу, 1,2;

- індекс пружини, с = D/d = 5;

D – зовнішній діаметр пружини;

- допустиме навантаження, 120 МПа.

Розрахунок на втому зводиться до визначення коефіцієнта запасу міцності , який порівнюється з :

,

де = -1 - коефіцієнт ассиметрії циклу, ;

- межа втоми у віднульовому циклі;

- необхідний коефіцієнт запасу міцності, ;

- границя міцності матеріалу пружини при зсуві, 0,61х200 = 120 МПа.

Контрольні питання

1. Наведіть умову міцності для розрахунку стикового зварного шва?

2. Наведіть умову міцності на зріз для розрахунку клепкового зєднання?

3. Приклади використання зварних та клепкових з'єднань.

4. Перелічіть типи навантажень на болтові з'єднання.

5. Які ви знаете типи розрахунку болтових зєднань.

6. Умова міцності для розрахунку призматичного шпонкового зєднання?

7. Умова міцності для розрахунку тангенціального шпонкового зєднання?

8. Як поділяються пружини за характером сприймаючого напруження?

9. Як розраховують гвинтові та пластинчасті пружини?


4188403712470872.html
4188449272388354.html
    PR.RU™