makita hr2470

Расчет пружин

10. Формулы и способы расчета пружин из стали круглого сечения по ГОСТ 13765-86 в ред. 1990г.

Пружина сжатия

рисунок

Пружина растяжения

рисунок

Наименование параметра

Обозначение

Расчетные формулы и значения

1. Сила пружины при предварительной деформации, Н

F1

Принимаются в зависимости от нагрузки пружины

2. Сила пружины при рабочей дефор­мации (соответствует наибольшему принудительному перемещению под­вижного звена в механизме), Н

F2

3. Рабочий ход пружины, мм

h

4. Наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или разгрузке, м/с

Vmax

5. Выносливость пружины, число цик­лов до разрушения

NF

Продолжение табл. 10

Наименование параметра

Обозначение

Расчетные формулы и значения

6. Наружный диаметр пружины, мм

D1

Предварительно назначают с учетом конструкции узла. Уточняются по таб­лицам ГОСТ 13766-86-ГОСТ 13776-86

7. Относительный инерционный зазор пружины сжатия. Для пружин растя­жения служит ограничением макси­мальной деформации

δ

δ = 1-F2/F3. (1)

Для пружин сжатия классов I и IIδ=0,05...0,25; для пружин растяжения δ=0,05...0,10; для одножильных пру­жин класса IIIδ=0,10...0,40; для трехжильных класса IIIδ=0,15...0,40

8. Сила пружины при максимальной деформации, Н

F3

F3=F2/(1-δ) (2)

Уточняется по таблицам ГОСТ 13766-86-ГОСТ 13776-86

9. Сила предварительного напряжения (при навивке из холоднотянутой и термообработанной проволоки), Н

F0

F0= (0,1... 0,25) F3

10. Диаметр проволоки, мм

d

Выбирается по таблицам ГОСТ 13764-86-ГОСТ 13776-86

11. Диаметр трехжильного троса, мм

d1

12. Жесткость одного витка пружины, Н/мм

c1

13. Максимальная деформация одного витка пружины, мм

s'3 (при F0=0) s"3 (при F0>0)

Выбирается по таблицам ГОСТ 13764-86-ГОСТ 13776-86

формула

14. Максимальное касательное напря­жение пружины, Н/мм2

(Коэффициент k см. п. 35)

τ3

Назначается по табл. 2

ГОСТ 13764-86.

При проверке

формула

Для трехжильных пружин

формула

15. Критическая скорость пружины сжатия, м/с (Максимальная скорость подвижного звена механизма vmax должна быть равна или меньше vK, т.е. vK > vmax)

vк

формула

Для трехжильных пружин

формула

16. Модуль сдвига, Н/мм2

G

Для пружинной стали G = 7,85·104

17. Динамическая (гравитационная) плотность материала, Н·с24

Р

p = γ/g,

где g-ускорение свободного падения, м/с2; γ - удельный вес, Н/м3. Для пружиннойстали р = 8·103

18. Жесткость пружины, Н/мм

с

формула

Для пружин с предварительным напря­жением

формула

Для трехжильных пружин

формула

19. Число рабочих витков пружины

n

n = c1/c (7)

20. Полное число витков пружины

n1

n1 = n+ n2, (8)

где n2 - число опорных витков

21. Средний диаметр пружины, мм

D

D = D1 – d = D2 + d

Для трехжильных пружин

D = D1– d1= D2+ d1(9a)

22. Индекс пружины

i

i = D/d (10)

Для трехжильных пружин

i= D/d1 (10а)

Рекомендуется назначать от 4 до 12

Продолжение табл. 10

Наименование параметра

Обозначение

Расчетные формулы и значения

23. Коэффициент расплющивания троса в трехжильной пружине, учиты­вающий увеличение сечения витка вдоль оси пружины после навивки

Δ

Для трехжильного троса с углом свивкиβ=24° определяется по таблице, приведенной ниже

i

40

45

50

55

60

7,0 и

более

Δ

1,029

1,021

1,015

1,010

1,005

1,000

24. Предварительная деформация пружины, мм

s1

s1=F1/c (11)

25. Рабочая деформация пружины, мм

s2

s2= F2/c (12)

26. Максимальная деформация пру­жины, мм

s3

s3= F3/c (13)

27. Длина пружины при максималь­ной деформации, мм

l3

l3 = (n1 + 1 – n3)d, (14)

где n3 - число обработанных витков.

Для трехжильных пружин

l3 = (n + l)d1Δ. (14а)

Для пружин растяжения с зацепами

l3 = l0 + s3

28. Длина пружины в свободном со­стоянии, мм

l0

l0=l3+s3 (15)

29. Длина пружины растяжения без зацепов в свободном состоянии, мм

l0'

l0' = (n1+1)d (15а)

30. Длина пружины при предварительной деформации, мм

1l

l1 = l0-s1. (16)

Для пружин растяжения

l1= l0+s1(16а)

31. Длина пружины при рабочей де­формации, мм

l2

l2=l0-s2. (17)

Для пружин растяжения

l2=l0+s2 (17а)

32. Шаг пружины в свободном состоянии, мм

t

t = s'3+d. (18)

Для трехжильных пружин t = s'3+d1Δ. (18а)

Для пружин растяжения t = d(18б)

33. Напряжение в пружине при пред­варительной деформации, Н/мм2

τ1

формула

34. Напряжение в пружине при рабо­чей деформации, Н/мм2

τ2

формула

35. Коэффициент, учитывающий кри­визну витка пружины

k

формула

Для трехжильных пружин

формула

36. Длина развернутой пружины (для пружин растяжения без зацепов), мм

l

формула

37. Масса пружины (для пружин рас­тяжения без зацепов), кг

m

формула

38. Объем, занимаемый пружиной (без учета зацепов пружины), мм3

V

формула

39. Зазор между концом опорного вит­ка и соседним рабочим витком пру­жины сжатия, мм

λ

Устанавливается в зависимости от формы опорного витка

40. Внутренний диаметр пружины, мм

D2

D2=D1-2d (25)

41. Временное сопротивление прово­локи при растяжении, Н/мм2

Rm

Устанавливается при испытаниях проволоки или по ГОСТ 9389-75 и ГОСТ 1071-81

42. Максимальная энергия, накапли­ваемая пружиной, или работа дефор­мации, МДж

Для пружин сжатия и растяжения без предварительного напряжения

формула

для пружин растяжения с предварительным напряжением

формула

Методика определения разме­ров пружин по ГОСТ 13765-86.

1. Исходными величинами для определения размеров пружин являются силы F1 и F2, ра­бочий ход h, наибольшая скорость перемеще­ния подвижного конца пружины при нагружении или при разгрузке vmах, выносливость NF и наружный диаметр пружины D1 (пред­варительный).

Если задана только одна сила F2, то вместо рабочего хода h для подсчета берут величину рабочей деформации s2, соответствующую заданной силе.

2. По величине заданной выносливости NF предварительно определяют принадлежность пружины к соответствующему классу по табл. 1.

3. По заданной силе F2 и крайним значени­ям инерционного зазора δ вычисляют по фор­муле (2) значение силы F3.

4. По значению F3, пользуясь табл. 2, пред­варительно определяют разряд пружины.

5. По табл. 11-17 находят строку, в кото­рой наружный диаметр витка пружины наибо­лее близок к предварительно заданному значе­нию D1. В этой же строке находят соответствующие значения силы F3 и диаметра прово­локи d.

6. Для пружин из закаливаемых марок ста­лей максимальное касательное напряжение τ3 находят по табл. 2, для пружин из холоднотя­нутой и термообработанной τ3 вычисляют с

учетом значений временного сопротивления Rm. Для холоднотянутой проволоки Rm опре­деляют из ГОСТ 9389-75, для термообрабо­танной - из ГОСТ 1071-81.

7. По полученным значениям F3 и τ3, aтакже по заданному значению F2 по формулам (5) и (5а) вычисляют критическую скорость vK и отношение vmax/vK, подтверждающее или

отрицающее принадлежность пружины к предварительно установленному классу.

При несоблюдении условий vmax/vK<1 пружины I и II классов относят к последую­щему классу или повторяют расчеты, изменив исходные условия. Если невозможно измене­ние исходных условий, работоспособность обеспечивается комплектом запасных пружин.

8. По окончательно установленному классу и разряду в соответствующей таблице на па­раметры витков пружин, помимо ранее най­денных величин F3, D1, и d, находят величины c1 и s3, после чего остальные размеры пружины и габариты узла вычисляют по формулам (6)... (25).



« Назад [Расчет пружин] Далее »

Если статья Вам понравилась или была полезной, поделитесь ней, пожалуйста, в социальных сетях: