Расчет винтовой пружины

Винтовую пружину можно рассматривать как цилиндрический торсионный стержень, навитый на сердечник диаметром D1. в процессе навивки проволока будет деформирована, в результате чего на внутренней (сжатой) стороне будут иметь место более высокие напряжения кручения. Величина этих напряжений, обозначенных ti, зависит от индекса пружины w=Dm/d, т.е. от отношения диаметра навивки к диаметру проволоки. С помощью коэффициента k, учитывающего влияние кривизны витка и приведенного на рис. 2.123. [1], можно рассчитать ti как функцию допускаемых верхних значений напряжений.

ti=ttдon0/k.

Чем меньше Dm и, следовательно, индекс пружины w, тем большие значения будет принимать коэффициент k. В результате: напряжения, которые может выдержать пружина, будут снижены, а использование материала ухудшается. Кроме того, для пружины с малым диаметром Dm существует опасность потери устойчивости под нагрузкой. По этим причинам целесообразно предусматривать максимально возможный диаметр навивки.

Рис 7.1 При навивке спиральных пружин на внутренней (сжатой) стороне возникают повышенные напряжения кручения. А – зона повышенных напряжений.

ix – передаточное отношение по ходу;

iy – передаточное отношение по силам;

n0,1 – число пружинных витков (индекс 0 означает расчетное число, индекс 1фактическое);

n1 – общее число витков;

k – коэффициент уменьшения, учитывающий изгиб проволоки;

L0 – длина пружины без нагрузки, мм;

Lw - длина пружины под воздействием начальной нагрузки Fw, мм;

Lb1 – длина пружины при полной нагрузке (длина блока при плотном

прилегании всех витков), мм;

Ln – наименьшая рабочая длина;

Sa – сумма наименьших расстояний между пружинящими витками (зазор),мм;

w - степень навивки, w=Dm/d;

l - коэффициент гибкости пружины;

ti – допустимые напряжения сдвига с учетом изгиба проволоки, МПа.

Чтобы по среднему диаметру навивки Dm определить индекс пружины w и коэффициент k, следует вначале задаться диаметром d. ориентировочно, предположив, что d»1,4 см=14 мм и Dm=160 мм, определяем коэффициент k:

k=1+5/4∙d/Dm+7/8∙(d/Dm)2+( d/Dm)3;

k=1,1167,

что равноценно уменьшению на 11,67% напряжений, которые может выдержать пружина.

Степень навивки:

ω= Dm ⁄d = 160 ⁄14 = 11,43.

В качестве материала, при диаметре проволоки меньше 40 мм в соответствии с табл. 2.4 [1], рассматривается сталь 60С2А [8, табл. 43]в группе прочности ІІ. При этом на чертеже должны быть указаны следующие характеристики: σв=1570 Мпа и σт³1373 Мпа.

Используя запас прочности n=1,1 и определяя по рис. 2.106 [1] значение величины b0=0,94 как функцию d=0,14 мм, получаем допускаемые максимальные напряжения:

Статьи о транспорте:

Принципы формирования технологий и технологического процесса
Диагностика технического состояния автомобиля без его разборки предназначена для определения технического состояния и дальнейшего пробега автомобиля. Диагностика может быть применена при техническом обслуживании и при ремонте автомобиля. Цель диагностики при техническом обслуживании заключается в ...

Расчет экономии дизельного топлива в результате замены энергетической установки
Об экономичности работы двигателя судят по расходу им топлива. Часовой расход топлива, отнесенный к эффективной мощности двигателя, есть удельный расход топлива. Удельный расход топлива достаточно точно отражает экономичность работы двигателя, потому что теплота сгорания дизельного топлива различн ...

Проверка стояночной и запасной тормозной системы
Проверку стояночной тормозной системы на уклоне проводят посредством размещения АТС на опорной поверхности с уклоном, равным 23±1 % для АТС категорий М1 - М3, или иному значению для АТС других категорий в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51709-2001, затормаживания АТС рабочей тормозной системой, ...