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:

Техническое обслуживание и ремонт
Замена ремня привода газораспределительного механизма (ГРМ) на двигателях ВАЗ-2110 Снимаем ремень привода генератора. Ключом "на 10" отворачиваем болты передней крышки ГРМ: два сбоку и один в центре. Снимаем крышку ГРМ. Снимаем правое колесо и пластиковый щиток моторного отсека. Головкой ...

Развитие дорожного строительства в Германии
Поскольку Германия расположена в самом центре Европы, ее густая транспортная сеть не только обслуживает потребности ее собственной высокоразвитой, передовой экономики, но и обеспечивает связи с соседними странами, в первую очередь сообщение Северной и Северо-Западной Европы с Австрией и Швейцарией ...

Выбор законов управления в канале элеронов
Законы управления системы построенной по принципу управления скольжением в режиме стабилизации центра масс в боковой плоскости, на заданной траектории имеют следующий вид: (2.1) – отклонение самолета от заданного направления. – при реализации системы по принципу управления скольжением. Для того, чт ...