Пружины кручения

Пружины кручения имеют в технике широкое применение (например в сельхозмашинах, в стартерах автомобилей и т.д.), как пружины прижимные и аккумуляторные (для возвратного поворота деталей), как упругие звенья силовых передач …. Пружины по своей конструкции аналогичны витым пружинам растяжения и сжатия; только во избежание трения между витками при нагружении, они изготавливаются с небольшим просветом порядка 0,5мм между витками. Пружины имеют специфическую конструкцию прицепов для передачи крутящего момента.

При нагружении пружины в каждом её сечении действует момент М, равный внешнему закручивающему моменту. Этот момент раскладывается на момент, изгибающий виток М_и=М*cosa, и крутящий момент М_к = М*sina.

В связи с те, что в пружинах кручения как и пружинах сжатия-растяжения угол подъёма витков обычно не превышает 10-12⁰, допустимо вести расчёт только на изгиб моментом и пренебречь кручением. Наибольшее напряжение изгиба возникает в периферийных слоях сечения прутка на внутренней стороне поверхности пружины.

, где k - коэффициент, учитывающий кривизну витков, W - момент сопротивления изгибу сечения витка. Приближенно для пружин с витками круглого сечения

, где с = D/d – индекс пружины.

Допустимое напряжение на изгиб обычно принимается 1.25[τ_к]. Момент сопротивления сечения изгибу круглого витка ,

и требуемый расчётный диаметр проволоки (прутка) .

Угол закручивания пружины (рад) может быть определён как угол взаимного упругого наклона сечений бруса длиной L, равной суммарной длине витков пружины, под действием чистого изгиба моментом M: , где Е - модуль упругости материала витка (Е=2,1*10⁵МПа для стали), J - осевой момент инерции сечения прутка (для круга),

n - число рабочих витков пружины.

Опытным путём установлено, что при запасе устойчивости равным 2, предельно допустимый угол закручивания всей пружины в градусах .

Если угол закручивания выражен в градусах,

то необходимое число рабочих витков пружины .

Высота пружины в свободном состоянии .

Зазор между витками .

Шаг пружины мм.

Длина развёрнутой пружины, мм

Дата добавления: 2014-01-20