makita hr2470

Пружины кручения из круглой проволоки

Пружины кручения изготовляют из прово­локи классов 1, 2, 2А по ГОСТ 9389-75 диа­метром 0,2...2,5мм включительно и проволо­ки по ГОСТ 14963-78 диаметром 3... 14мм.

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 a2º.

Находим наибольший рабочий крутящий момент в Н · мм:

формула

где[σиз] = 1,25 τ3.

Наименьший (установочный) рабочий кру­тящий момент определяется условиями работы механизма, его значение в Н · мм:

М1 = (0,1...0,5)M2. (27а)

рисунок

Рис. 1. Пружины кручения из круглой проволоки с прямыми концами, расположенными под углом 90º

рисунок

Если установочная нагрузка не предусмат­риваемся, то М1 = 0.

Предельно допустимый крутящий момент (для наибольшей испытательной нагрузки) в Н·мм:

М3 = М2 · a3/a2; (28)

M3 = 1,25M2. (28a)

Индекс пружины

i= D/d; (29)

здесь D - средний диаметр пружины; рекомен­дуется принимать i≥ 5 (чем меньше d, тем больше следует брать i); в исключительных случаях допустимо i = 4 .

Значения индекса пружины i можно прини­мать в зависимости от диаметра проволоки d:

d, мм

0.2...0.4

0,45...1,0

1,1…2,5

2,8...6

7...14

i=D/d

16...8

12...6

10...6

10...4

8...4

Коэффициент формы сечения и кривизны витка:

формула (30)

Диаметр проволоки в мм:

формула (31)

Напряжение нормальное при изгибе, в Н/мм , под нагрузкой М2:

формула (32)

должно быть σ2 ≤ [σиз].

Предельный угол закручивания в градусах при М3:

a3=1,25а2. (33)

Наибольший рабочий угол закручивания в градусах при М2:

а2 ≈ 0,8а3. (34)

Наименьший рабочий угол закручивания в градусах при М1:

a1 = a2M1/M2 (35)

Рабочий угол закручивания в градусах от M1, до М2:

θ = а2 – a1. (36)

Обычно θ определяют из условий работы механизма.

Число рабочих витков:

формулы

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

формула (38)

должно быть n ≥ nmin.

Длина (высота) пружины в свободном состоя­нии в мм:

l0=(n+1)d + nδ. (39)

Зазор между витками в мм:

δ = 0,1. ..0,5. (40)

Шаг пружины в мм:

t = d + δ. (41)

Длина развернутой пружины в мм:

l≈ 3,2Dn+ lприц, (42)

где D = D1-d; lприц - длина проволоки при­цепов, мм.

Пример расчета. Дано: наибольший ра­бочий крутящий момент М2 = 11000Н · мм, наибольший рабочий угол закручивания a2 = 140°; пружина класса I, разряда 3.

Решение. Допускаемое напряжение на изгиб в Н/мм2:

из] = 1,25[τ3].

Из табл. 2 имеем для стали 60С2А [τ3] = 560Н/мм2:

из] = 1,25 · 560 = 700Н/мм2.

Индекс пружины по формуле (29) прини­маем i = 8.

Коэффициент формы сечения и кривизны витков по формуле (30):

формула

Диаметр проволоки по формуле (31):

формула

принимаем d = 6мм.

Диаметр пружины по формуле (29):

формулы

Иногда диаметр пружины приходится при­нимать по конструктивным соображениям.

Нормальное напряжение при М2 (т.е. пове­рочный расчет пружины на прочность) по формуле (32):

формула

Число рабочих витков по формуле (37а):

формула

Предельный угол закручивания по форму­ле (33):

а3=1,25а2= 1,25·140 =175°.

Наименьшее число витков по формуле:

формула

Наименьший рабочий крутящий момент по формуле (27а):

М1 = 0,2М2 =0,2·11000 = 2200Н·мм.

Наименьший рабочий угол закручивания по формуле (35):

формула

Зазор между витками по формуле (40):

δ = 0,5мм.

Длина пружины по формуле (39):

l0=(n + 1)d + nδ = (16 + 1)·6 + 16·0,5 = 110мм.

Предельно допустимый крутящий момент по формуле (28а):

М3 = 1,25М2 = 1,25·11000= 13750Н·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 другого, вновь вы­бранного индекса пружины.

Пример выполнения рабочего чертежа пружины кручения по ГОСТ 2.401-68 (в ред. 1990г.) приведен в табл. 27.

27. Пружина кручения с прямыми концами, расположенными вдоль оси пружины

рисунок

G* =...Н/мм2

τ3* =... Н/мм2

E* = ... Н/мм2

σ3* = ... Н/мм2

Пружина с витком, номер позиции по ГОСТ....

Твердость HRC ....

Число витков полное n1 = ... .

Число рабочих витков n = ....

Направление навивки.

Остальные технические требования по...

(указывают номер нормативного документа).

* Размеры для справок.



« Назад [Пружины кручения из круглой проволоки] Далее »

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