На главную
Справочник конструктораполезный сайт для инженера-машиностроителя


СПРАВОЧНИК

МЕНЮ

Примеры определения размеров пружин и формулы для проверочных расчетов жесткости и напряжений

Из этих данных следует, что с возрастанием F3 уменьшается отношение vmax / vk и, в частности, может быть устранено соударение витков, но вместе с этим возрастают габариты по размерам 1. С возрастанием диаметров пружин габариты по размерам 1 уменьшаются, однако существенно возрастают объемы пространств, занимаемые пружинами. Следует отметить, что если бы для рассматриваемого примера, в соответствии с требованиями распространенных классификаций, была выбрана пружина класса I, то при одинаковом диаметре гнезда (D1 18 мм) даже самая экономная из них потребовала бы длину гнезда 1 = 546 мм, т. е. в 2,2 раза больше, чем рассмотренная выше. При этом она была бы в 11,5 раза тяжелее и, вследствие малой критической скорости (vk = 0,7 м/с), практически неработоспособной при заданной скорости нагружения 10 м/с.

Пример 3. Пружина растяжения. Дано: F1 = 250 Н; F2 = 800 Н; h = 100 мм; D1 = 28 ÷ 32 мм; NF 1· 105.
На основании ГОСТ 13764—86 по величине NF устанавливаем, что пружина относится к классу II (см. табл. 1.) По формуле (2) находим силы F3 , cоответствующие предельной деформации:
   F3 = F2/(1-0,05) ÷ F2/(1-0,10) =842÷ 889 Н. 
В интервале сил 842—889 Н в ГОСТ 13770—86 для пружин класса II, разряда 1 (номер пружины 494) имеется виток со следующими параметрами: 
  
F3 = 850 Н;  D1 = 30 мм; d = 4,5 мм; с1 = 242,2 Н/мм; s'3 =3,510 мм (см. табл. 14). 
По заданным параметрам с помощью формулы (6) определяем жесткость пружины:
с =  (F2- F1)/h = (800-250)/100 = 5,5 H/мм.
Число рабочих витков находим по формуле (7): n = c1/c = 242,2 / 5,5 ≈ 44.
Деформации и длины пружины вычисляют по формулам [(11)-(17а)]:  
          s1= F1/c = 250/5,5 =45,5 мм; 
          s2 = F2/c  = 800/5,5 = 145,5 мм;
          s3
= F3/c  = 850/5,5 = 154,5 мм ; 
         ℓ'0=(n +1)d = (44+1)4,5 = 202,5 мм; 
     ℓ
1 =0 + s1 = 202,5 + 45,5 = 248,0 мм; 
     ℓ
2 =0 + s2 = 202,5 + 145,5 = 348,0 мм;
     ℓ3 =0 + s3 = 202,5 + 154,5 = 357,0 мм.
Размер 2 с учетом конструкций зацепов определяет длину гнезда для размещения пружины растяжения в узле.
Размер 3 с учетом конструкций зацепов ограничивает деформацию пружины растяжения при заневоливании.
Трехжильные пружины (угол свивки 24º). 
Жесткость     s1= F1/s1 = F2/s2 = F3/s3 = 30000d4k/D3n = H/мм;    k= (1+  0,333· sin22b)/
cosb
                         b =
arctg (0,445 i / i+1)  ,       i = D/d1
Напряжение  τ3 = 1,82 F3 i /d2 МПа
Полученные значения жесткости должны совпадать с вычисленными по формуле (6).
Полученные значения напряжений должны совпадать с указанными в ГОСТ 13764—86 для соответствующих разрядов с отклонениями не более + 10 %.


Справочник конструктора - Все что нужно любому конструктору! ©2008-2017