КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Витые цилиндрические пружины
Пружины, общие сведения, назначение, классификация, конструкция и основные геометрические параметры витых цилиндрических пружин. Основные расчетные зависимости. Наиболее распространенными упругими элементами являются пружины. В зависимости от выполняемых функций их делят на пружины растяжения, сжатия, кручения и изгиба. Широко распространены витые пружины растяжения, сжатия и кручения, выполненные из проволоки круглого сечения. Для снижения габаритов применяют составные пружины сжатия, состоящие из двух и реже из большего числа вложенных одна в другую цилиндрических пружин. При составляющие пружины имеют правую и левую винтовые линии с целью снижения закручивания торцовых опор. Витые пружины в специальных случаях выполняют с прямоугольным сечением. Применяют также многожильные пружины, состоящие из двух, трех и большего числа проволок, свитых в тросы (см. сечения тросов на рис 1).
Наибольшее распространение получили цилиндрические винтовые пружины растяжения и сжатия из круглой проволоки в связи с их сравнительной дешевизной. При повышенных требованиях к компактности конструкции используют пружины с квадратным или прямоугольным сечением витков. Важнейшие параметры цилиндрических пружин (см. рис 1): Ø диаметр проволоки d (или размеры сечения прямоугольного витка) Ø средний диаметр D Ø число рабочих витков n Ø шаг витков р Ø угол винтовой линии α = arctg [p/(πD)] (как правило, не более 120) Ø индекс пружины с = D/d, выбираемый в зависимости от d. В пружинах сжатия крайние витки сближают между собой и навивают без зазора, а торцовые поверхности шлифуют для получения опорной плоскости (рис 1), обеспечивающей необходимую устойчивость благодаря передаче усилия по возможности с минимальным смещением от оси пружины. Навивка этих пружин осуществляется с зазором между витками p – d, превышающим на 10 – 20% наибольшую деформацию λmax /n, приходящуюся на один виток. Это необходимо для предупреждения изменения жесткости пружины в результате касания витков, вызванного погрешностями шагов. Длина рабочей части пружины . Общая высота пружины сжатия Н0 во избежание потери продольной устойчивости должна удовлетворять условию:
. При больших значениях пружины устанавливают на оправках или в гильзах. Пружины растяжения обычно изготовляют закрытой навивкой, обеспечивающей начальное натяжение (прижатие соседних витков) , где Flim – предельная нагрузка, при которой напряжение близко к пределу упругости. Эти пружины снабжают прицепами. Длина недеформированной пружины вместе с прицепами обозначается Н0. При d > 3 мм рекомендуется применять закладные прицепы, вставленные в конические концевые участки цилиндрической пружины, или устанавливать пружины на винтовых пробках с крючками.
Определим деформацию и напряжения цилиндрической пружины круглого сечения. На любое поперечное сечение со стороны отброшенной часть пружины действуют усилия F и момент, равный 0,5FD (рис 2). Перемещения в направлении оси пружины, вызванные составляющими усилия F·cosα, F·sinα и момента , незначительны в сравнении с деформацией, обусловленной моментом , и в дальнейшем не учитываются. Для определения деформации пружины λ воспользуемся формулой . Заметив, что: ; , получим , (*) где С и С1 – соответственно жесткость всей пружины и жесткость одного витка: . Наибольшее напряжение кручения возникает на внутренних волокнах сечения:
, (**) где Wp – полярный момент сопротивления сечения проволоки; к – поправочный коэффициент, учитывающий кривизну бруса: . Заметив, что D = cd, из (**) получим формулу для определения диаметра проволоки: .
В задании на проектирование пружины указывают упругое перемещение х при изменении нагрузки от Fmin до конечной Fmax (рис 3). Длина пружины при этом изменяется от Hmin до Hmax. Если этим нагрузкам соответствуют деформации λmin и λmax, то на основании формулы (*) имеем: , отсюда необходимое рабочее число витков: . Величину n округляют до целого числа, если n 20, и до полувитка при n < 20. Длина пружины растяжения: при FF0; при F=Fmax. Длина пружины сжатия при касании витков: , где - полное число витков; слагаемым учитываются поджатые витки. Длина ненагруженной пружины сжатия: ; шаг ее при F = 0: .
Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 1029; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |