Расчет конструктивных элементов

Расчет пружины

В основу типового расчета пружины сжатия – растяжения положено допущение, что нагрузка направлена по оси пружины. При этих условиях силы, приводятся к поперечной силе Р, изгибающей вито к моменту Мкр=РD/2, скручивающему виток.

Изгиб силой Р играет второстепенную роль, основное значение имеет крутящий момент, по которому и производят расчет.

Рисунок1. Схема сил, действующих на пружину

Напряжение сдвига имеют максимальное значение по окружности сечения витка и определяются по формуле

τ=

где: Wкр – момент сопротивления сечения витка кручению

Wкр=

Влияние кривизны оси витка учитывается коэффициентом формы К, зависящим от отношения с=D/d называемого индексом пружины.

Учитывая этот коэффициент, формула имеет следующий вид:

τ = К·

Значение коэффициента К достаточно точно выражается следующей формулой:

К = ,

где с – индекс пружины.

Чаще всего индекс пружины равен 8…12, чему соответствует значение К = 1,1…1,2.

Применять пружины с индексом с<4 не рекомендуется. Навивка таких пружин затруднительна, в наружных волокнах витков могут возникнуть разрывы и трещины. Рабочие напряжения у таких пружин повышены.

Развиваемые пружиной силы находятся по следующей формуле:

Р =

Р = =42,9 Н

Осевое перемещение торцов пружины под действием силы Р равно:

λ =

где i – число витков пружины;

с – индекс пружины;

G – модуль сдвига, G = 8·105кгс/мм2

Гибкость пружины характеризуется параметром λ1, представляющем собой прогиб одного витка под действием нагрузки, равной 1 кгс:

λ1 = 10-5·с3/d,

λ1 = 10-5 ·113/3=0,1 мм.

Обратная величина δ=105 ·d/c3 называется удельной жесткостью пружины:

δ = 10 5·3/11 3=2254 Н/мм.

Выражаем формулу для определения витков:

i= ,

i= .

Принимаем 11 витков.

Похожие статьи:

Гидрометеорологические условия
Черное море: Осенью Черное море оказывается по воздействием Сибирского антициклона, распространяющегося на восточную часть Европы, либо циклонов, возникающих на средиземноморской ветви полярного фронта и смещающихся к востоку. При антициклонной циркуляции над морем, наблюдаются устойчивые и сильные ...

Условия работы узла на локомотиве характерные повреждения и причины их возникновения
В процессе эксплуатации колесная пара подвержена действию весьма значительных знакопеременных нагрузок, часть которых имеет ударный характер. Элементы колесных пар подвергаются деформациям сжатия, растяжения, изгиба и кручения, у бандажей колесных пар возникает естественный износ в виде проката и у ...

Протяженность и продолжительность перехода
Расчет протяженности и продолжительности рейса имеет важное навигационное и экономическое значение, поэтому здесь необходимо учесть все особенности маршрута, в частности различия при движении по внутренним судоходным путям и по морскому участку маршрута. Таблица 3 Расчет протяженности и продолжител ...