Anuriev_T3 (522956), страница 18
Текст из файла (страница 18)
мм Напряжение в пружине при предва- рительной деформации, МПа Продолжение табл. (О Расчетные формулы и значения (3 —— (п| + 1 — п3 ) И, (14) где п3 - число обработанных витков. Для трехжильных пружин (3 = (а+1)~(|Л . (14а) Для пружин растяжения с зацепами (3 = (О+ Ю3 (14б) (О = (3+ 53 (15) (О = (п| + 1)с( 115а) (| = (Π— ~1. (1б) Для пружин растяжения (| — — (О + ю, (1ба) для пружин растяжения (2 — — (О + юг (17а) ( = У3 + с( .
118) Для трехжильных пружин ( = 4 + 4|Л . 118а) Для пружин растяжения ВИНТОВЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПРУЖИНЫ СЖАТИЯ И РАСТЯЖЕНИЯ 203 Продолжение табл. 10 Обозначение (20) Для трехжильных пружин ( = 3,2Рп! (22) т =19,25 10 РЙ и! (23) | = О,785Р,'|, (24) Внутренний диаметр пружины, мм Р2 — — Р| — 2~1 (25) Р2 (26) Наименование параметра Напряжение в пружине при рабочей деформации, МПа Коэффициент, учитываюший кривиз- ну витка пружины Длина развернутой пружины (для пружин растяжения без зацепов), мм Масса пружины (для пружин растя- жения без зацепов), кг Объем, занимаемый пружиной (без учета зацепов пружины), ммз Зазор между концом опорного витка и соседним рабочим витком пружины сжатия, мм Временное сопротивление проволоки при растяжении, МПа Максимальная энергия, накапливае- мая пружиной, или работа деформа- ции, мДж Расчетные формулы и значения Г~ т2 = ТЗ ~3 4| — 1 0,615 +, . (21) 4|+4 | 1+ 0,333 в|п 2~3 (21а) сов |3 0,445( где |3 = агс(8 1+1 Устанавливается в зависимости от формы опорного витка Устанавливается при испытаниях проволоки или по ГОСТ 9389 — 75 и ГОСТ 1071 — 81 Для пружин сжатия и растяжения без предварительного напряжения Р Г353 2 для пружин растяжения с предвари- тельным напряжением У вЂ” (~3 0)53 (26 ) 2 Примеры определения размеров пружин и формулы для проверочных расчетов жесткости и напряжений = 630 Н/мм2 Методика определения размеров пружин по ГОСТ 13765-86.
1. Исходными величинами для определения размеров пружин являются силы Г~ и Г~, рабочий ход /!, наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или при разгрузке уп ах Вь носли вость 1!/Р и наружный диаметр пружины Р! (предварительный).
Если задана только одна сила Г2, то вместо рабочего хода /! для подсчета берут величину рабочей деформации ю2, соответствующую заданной силе. 2. По величине заданной выносливости У~ предварительно определяют принадлежность пружины к соответствующему классу по табл. 1. 3. По заданной силе Р2 и крайним значениям инерционного зазора о вычисляют по формуле (2) значение силы Гз . 4. По значению Гз, 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 Р!.
В этой же строке находят соответствующие значения силы гз и диаметра проволоки ~1. Пример 1. Пружина сжатия. Дано: 7'! — — 20 Н; /'2 = 80 Н; /! = 30мм, Р! = 10+12 мм; ч „=5 м/с; Ф~ > 1 107. Пользуясь табл. 1, убеждаемся, ч'го при заданной выносливости пружину следует отнести к классу 1. По формуле (2), пользуясь интервалом значений Ь от 0,05 до 0,25 (формула (1)], находим граничные значения силы гз, а именно: Р~ = — — 84 е !07 Н '~2 ~2 1- 0,05 ! — 0,25 В интервале от 84 до 107 Н (ГОСТ 13766- -86) пружин класса 1, разряда ! имеются сле- 6. Для пружин из закаливаемых марок сталей максимальное касательное напряжение тз находят по табл.
2, для пружин из холод- нотянугой и термообработанной тз вычисляют с учетом значений временного сопротивления Я,„. Для холоднотянугой проволоки Я„, определяют из ГОСТ 9389-75, для термообработанной — из ГОСТ 1071-81. 7. По полученным значениям ГЗ и тз, а также по заданному значению г2 по формулам (5) и (5а) вычисляют критическую скорость чх и отношение з'„, / ю„, подтвер- ждающее или отрицающее принадлежность пружины к предварительно установленному классу. При несоблюдении условий з,п / ! с 1 пружины 1 и 11 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 Гз, Р1 и И, находят величины с! и 5З, после чего остальные размеры пружины и габариты узла вычисляют по формулам (6)-(25). дующие силы гз ', 85; 90; 95; 100 и 106 Н (табл. 11). Исходя из заданных размеров диаметра и стремления обеспечить наибольшую критическую скорость, останавливаемся на витке со следующими данными (номер позиции 355): г3 — — 106 Н; Ы = 1,80 мм; Р! —- 12мм; с1 =97,05 Н/мм; юз — — 1,092 мм. Учитывая, что для пружин класса 1 норма напряжений тз= 0,3Я (см. табл. 2), находим, что для найденного диаметра проволоки из углеродистой холоднотянугой стали расчетное напряжение тз = 0,3.2!00 = ВИНТОВЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПРУЖИНЪ| СЖАТИЯ И РАСТЯЖЕНИЯ 20 Принадлежность к классу 1 проверяем путем определения отношения з,„,х / ик, для чего предварительно определяем критическую скорость по формуле (5) при 5 = 0,25: У'3 630 0,25 ,/26 .10 ' зз! гпах 11! > 1 4,5 Полученная величина свидетельствует о наличии соударения витков в данной пружине, и, следовательно, требуемая выносливость может быть не обеспечена.
Легко убедиться, что при меньших значениях силы г3 отношение Ревах / ук будет еще больше отличаться от единицы и указывать на еще большую интенсивность соударения витков. Используем пружины класса 11. Заданному наружному диаметру и найденным выше сидам Г3 соответствует виток со следующими данными по ГОСТ 13770-86 (позиция 303): г3 —— 95.0 Н; ~1 = 1,4 мм; Ю! — — 11,5 мм; с! — — 36,58 Н/мм; ~3 = 2,597 мм (табл. 14). Учитывая норму напряжений для пружин юзасса 11 т3 — — 0,5Л~, находим т3 —— = 0,5 2300 = ! 150 Н/мм2.
По формуле (2) Г, 80 вычисляем 5 = ! — — = ! — = 0,16 и нахог"3 95 дич г . и кв,а„ / гк, с помощью которых определяем принадлежность пружин ко 11 классу: . ! |50. 0,16 = 5,57 м/с 35,1 в = 089 с1 5,57 Полученная величина указывает на отсутствие соударения витков, и, следовательно, выбранная пр>жина удовлетворяет заданным |сдовиям.
но так как пружины класса 11 относятся к разряду ограниченной выносливости, то следует учитывать комплектацию машины запасными пружинами с учетом опытных данных. Определение остальных размеров производим по форчулам табл |О По форму:1е (6) находим жесткоегь пруж 1[111 1 Р2 — Г! 80 — 20 с— — 2,0 Н/мм.
/| 30 Число рабочих витков пружины определя ем по формуле (7): с! 3658 н = — = — ' = 18,29 =18,5 с 2,0 Уточненная жесткость имеет значение с! 36,58 с' = — = ' = |,977 = 2,0 Н/чм. п !85 При полутора нерабочих витках полно1 число витков находим по формуле (8): п! — — и+ п2 = 18,5 + 1,5 = 20. По формуле (9) определяем средний диа метр пружины () = |1,5 — 1,40 = 10,1 мм.
Деформации, длины и шаг пружины вычисляем по формулам !(11)-(18)]: з'! 20 5! — — — — — — — — 10,0 мм; с 2,0 Р'2 80 ~2 —— — — — — — — 40,0 мм; с 2,0 Р'3 95 53 — — — —— — — — 47,5 мм; с 2,0 3 =( |+ — 3) = (20 1- ! — |,5) |,40 = 27,3 мм, /0 = l -1- Ю = 27,3+ 47,5 = 74,8 мм; |! =(, — ю =74,8 — |0,0=64,8 мм; (2 = 1 — ю = 74,8 — 40,0 = 34,8 чм, | = з' + 1~ = 2,6+ !.40 = 4,0 мм. 3 На этом определение размеров пружины и габарита узла (размер 11) заканчивается. Следует отметить, что некоторое увеличение выносливости может быть достигнуто при использовании пружины с большей величиной силы Г3, чем найденная в настояшем примере. С целью выяснения габаритов, занимаемых такой пружиной, проделаем добавочный ан1гдизс ост11новн~1ея, например, на витке со сде.1ук1ншчи ланнычи ио ГОСТ ! 3770-86 (позиция 313): Гз = 106 Н; И = 1,4 мм; Р! = 10,5 мм; с! = 50,01 Н/мм; зз = 2,119 мм.
Находим тз = 1150 Н/ммз и производим расчет в той же последовательности: Ь =1 — — =1 — — = 0245; Р~ 80 ~з 106 1150 0,245 ~'к — 8,05 м/с, 35,1 У 5,0 = 0,622. т'„8,05 Очевидно, что у этой пружины создается большой запас на несоударяемость витков. Далее в рассмотренном ранее порядке на- ходим и = ' = 25,01 и 25,0 . 50,01 2,0 50,01 жесткость с = 25,0 Уточненная в 2,0 Н/мм; и! = 25,0+ 1,5 = 26,5; 0 = 10,5 — 1,4 = 9,1 мм; 20 ю = — =1О мм; ! 2,0 80 зг= — =40 мм; 2,0 106 юз = — =53 мм; 2,0 (3 = (26,5 + 1 — 1,5) 1,4 = 36,4 мм; (О = 36,4 + 53 = 89,4 мм; 1! = 89,4 — 10 = 79,4 мм, 1г = 89,4 — 40 = 49,4 мм, Г = 2,1 + 1,4 = 3,5 мм. Таким образом, устанавливаем, что применение пружины с более высокой силой сз хотя и привело к большему запасу на несоударяемость витков, но оно сопровождается увеличением габарита узла (размер (!) на 15,3 мм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
