---



 20. Пружина. сжатия с поджатыми по 3/4 витка с каждого конца
 и шлифованными на 3/4 окружности опорными поверхностями

 

21. Пружина сжатия с поджатыми по одному витку с каждого конца
 и шлифованными на 3/4 окружности опорными поверхностями

 

Примечание.  Требования под изо. бражением пружины такие же, как в табл. 20

 

22. Пружины растяжения из проволоки круглого сечения с зацепами,
 открытыми с одной стороны и расположенными в одной плоскости

 

Модуль сдвига G* ... МПа.  Твердость HRС. Напряжение касательное при кручении (максимальное) τ ... МПа. Длина развернутой пружины L ... мм. Число рабочих витков n. Направление навивки. Остальные технические требования по (указывают номер нормативного документа). *Размеры и параметры для справок.

 

23. Пружина растяжения с межвитковым давлением из проволоки круглого
 сечения с зацепами, открытыми с противоположных сторон и расположенными в одной плоскости

 

Примечание. Требования под изображением  пружины такие же, как в табл. 22.

 

 

24. Пружина растяжения из проволоки круглого 
сечения с зацепами, расположенными под углом 90°

 

Примечание. Требования под изображением  пружины такие же, как в табл. 22.

 

25. Опорные витки пружины сжатия

 

Не поджаты крайние витки

Поджат целый нешлифованный виток;  Sк =d; λ = 0

Поджат целый виток; зашлифовано 3/4 дуги окружности; Sк =0,25d ;  λ = 0

Поджато 3/4 витка, зашлифовано 3/4 дуги окружности; Sк =0,25d ;  λ = 0,25 (t -d)

Поджато 1/2 витка, зашлифовано 1/2 дуги окружности; Sк =0,5d;   λ= 0,5 (t - d) Крайний виток трехжильной пружины сжатия

   Длина пружин сжатия. Длину пружин сжатия рекомендуется принимать lо £ (D1 - d). Можно брать lо до 5 (D - d), но тогда пружины должны работать на направляющем стержне или в направляющей гильзе. При этом между пружиной и сопрягаемой деталью выдерживают зазор z в зависимости от величины среднего диаметра D пружины (табл. 26).

 

 

26. Значение зазора  z 

Размеры, мм

	D	z	D	z
	до 10 Св. 10   » 18     »10  »30     »30  »50	1 2 3 4	Св. 50 до 18     »80  »120     »120  »150	5 6 7

 

ПРУЖИНЫ КРУЧЕНИЯ ИЗ КРУГЛОЙ ПРОВОЛОКИ

   Пружина кручения и диаграммы силовых испытаний изображены на рис. 1.
   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 £ [ s_из]
   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- a_{1                (36)}

   Обычно определяют из условий работы механизма.
   Число рабочих витков

    

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

      

   должно быть n_min³n_min
   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+l_приц.,         (42) 
   l_приц - 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
        [ s_из]=1,25[ s_з].
   Из табл. 2 имеем для стали 60С2А [τ_з]=560МПа
        [ s_из]= 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.  Твердость НRС ... Напряжение нормальное при изгибе (максимальное) sиз ···МПа Число рабочих витков n ... .  Направление навивки. Остальные технические требования по ... (указывают номер нормативного документа).  *Размеры для справок..

 

ПЛАСТИНЧАТЫЕ ПРУЖИНЫ ИЗГИБА (рис. 5)

   Расчет. Принятые обозначения:F₁,F₂ ,F₃ - деформации пружины, мм, при нагрузке соответственно P₁, P₂, P₃; L₀ - длина пружины, мм; P₁ иP₂ - рабочие нагрузки, Н; P₃ - максимально допустимая нагрузка на пружину, Н; s_из- допустимое напряжение при изгибе, МПа; Е - модуль упругости (для стали 210000 МПа).

Максимально допустимая нагрузка в Н 

                                        Деформация пружины в мм

                                           

Пример расчета. Дано: P3, = 10 Н· мм ; L0= 70 мм. Определить размеры сечения пружины и деформацию. Берем холоднокатаную ленту из стали 65 с допускаемым напряжением при изгибе [sиз ]= 700 МПа (для пружин из ленты толщиной 4 мм и более применяют сталь 65Г с [sиз ]= 700 МПа); E»210000 МПа.     1. Толщину ленты s по конструктивным соображениям и согласно сортаменту на пружинную ленту выбираем равной 0,8 мм, тогда ширина ленты Принимаем Ь = 10 мм.       2. Определяем максимально допустимую деформацию   Максимально допустимое напряжение на изгиб для стали принимаем равным 1,25 [sкр ], где [sкр ] - максимально допускаемое напряжение кручения.    Выполнение рабочих чертежей. Для пластинчатой 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

Модуль упругости ... Е МПа. Твердость НRС .... Напряжение нормальное при изгибе (максимальное) sиз ··· МПа. Остальные технические требования по ... (указывают номер нормативного документа).

 

 

ПЛОСКИЕ СПИРАЛЬНЫЕ ПРУЖИНЫ

   Плоские спиральные пружины применяют в качестве заводных; их обычно заключают в барабан для обеспечения смазки и придания им определенных внешних размеров. В неответственных случаях используют спиральные пружины и без барабанов. Внутренний конец пружины крепят к заводному валику, наружный - к барабану (рис. 6).
   КПД спиральных пружин определяется отношением работы, производимой пружиной при развертывании, к работе, затраченной на ее заводку.

КПД спиральных пружин определяется отношением работы, производимой пружиной при развертывании, к работе, затраченной на ее заводку: КПД в зависимости от смазки (%): Касторовое масло с графитом . . . 70,4 Машинное масло ............ 68,6 Чистое касторовое масло ....... 61,2 Без смазки .................. 60,0    Следует избегать толстых пружин, так как они работают неплавно, что ведет к перенапряжению в материале пружины и ее поломке.    Толщину s пружины выбирают из условия s £ r/15 , где r - радиус валика, на который наматывается пружина.    Условие s £ r/15  учитывает, что наибольшие напряжения изгиба испытывают первые к валику витки пружины.    При расчете пружин рекомендуется придерживаться также соотношения r=r0/3, где r - внутренний радиус барабана.   Расчет. Принятые обозначения:       r0 - внутренний радиус барабана, мм;       r - радиус валика пружины, мм;       r1- внешний радиус заведенной пружины, равный внутреннему радиусу спущенной, мм;       s - толщина пружины, мм;      y - рабочее число оборотов барабана;      n1 - число витков свободной пружины (вне барабана);      n - число витков спущенной пружины (в барабане);      n2 - число витков заведенной пружины (в барабане);      np - расчетное число витков пружины;      L - длина развернутой пружины, мм;      Ь - ширина пружины, мм;      Мmах- максимальный момент на валике пружины, Н · мм;      Mmin -минимальный момент на валике пружины, Н · мм;      [sиз ] -допускаемое напряжение на изгиб, МПа;      Е - модуль упругости, МПа;      h - КПД в зависимости от смазки.    Формулы для расчета плоской спиральной пружины:         Для пружины с нормальным соотношением r0/r , т. е. r = r0/3 , длина пружины      L=pr0 (1,745n +0,67) .  npmax = n2-n1 для заведенной пружины; npmin = n-n1 для спущенной пружины;

 

29. Спиральная плоская пружина из заготовки прямоугольного 
сечения с креплениями на валу и к барабану

 

1. Модуль упругости ... Е МПа. 2. Твердость НRС ... . 3. Напряжение нормальное при изгибе (максимальное) sиз ··· МПа. 4. Длина развернутой пружины L ... мм. 5. Число витков пружины в свободном состоянии n ... . 6. Направление спирали. 7. Остальные технические требования по ... (указывают номер нормативного документа).

Величинами r0 и y обычно задаются по конструктивным соображениям.    Рабочее, число оборотов барабана при расчете следует увеличивать на 0,5-1,5 для покрытия потерь на трение.    Пример расчета. Заводная пружина должна иметь: r0 =21 мм, Mmin=500 Н·мм и y =7 оборотов.    Материал: сталь с модулем упругости Е = 2,1·105 МПа.    Смазка: касторовое масло с графитом.        1. Берем пружину с нормальным соотношением r0/r:                  2. Толщина пружины                 Учитывая трение в начале и конце работы, добавляем один оборот, следовательно,                  Толщина пружины s должна быть меньше, чем r/15 , т. е. 0,4 < r/15, в противном случае необходимо изменить исходные данные для расчета.         3. Число витков спущенной пружины в барабане                       4. Число витков заведенной пружины в барабане

5. Число витков пружины в свободном состоянии (вне барабана)  n1 = (0,3÷0,372)n2 принимаем n1 = (0,3 ·21,6) = 6,5 витка.    6. Длина пружины     L = pr0 (1,745n +0,67) = 3,14 х 21 (1,745 · 13,4 + 0,67) = 1587 мм.    7. Расчетное число витков             npmax=n2-n1=21,6-6,5=15;             npmin=n-n1=13,4-6,5=7;    8. Ширина пружины                КПД h  принят равным 0,704 в зависимости от смазки.    Примеры выполнения рабочих чертежей спиральных плоских пружин приведены в табл. 29 и 30.

 

30. Спиральная плоская пружина из заготовки прямоугольного сечения с отогнутыми зацепами