Геометричні параметри листів ресори та складальні напруження в них

№ листа ресори	Попередні напруження при складанні , МПа	Геометричні параметри, мм
		Rn	Ln	fn
1 2 3 4 5 6 7	-40 0 10 20 30 40 10

При визначенні довжин листів ресори приймають, що її форма близька до трапецеподібної балки рівного опору згину.

У цьому випадку різниця в довжинах двох сусідніх листів ресори визначається за формулою

, (3.6.10)

де – довжина найнижчого листа, = 300...400 мм.

Довжина корінного листа і рівних йому по довжині а наступних листів і т.д.

Радіус вигину кожного листа ресори у вільному стані

(3.6.11)

Результати розрахунків доцільно звести у таблицю 3.6.2.

3.6.2. Циліндрична кручена пружина

Циліндричні кручені пружини використовуються в незалежних підвісках як основний пружний елемент і в залежних підвісках з нелінійною характеристикою як коректори.

Кручені пружини сприймають осьове навантаження. До сприйняття бокового навантаження і згинального моменту кручені пружини не пристосовані. Під дією цих силових факторів вісь пружини може викриватись, що призводить до зменшення жорсткості пружини і підвищення її напруженого стану. Для зменшення такого негативного впливу пружина в підвісці повинна розміщуватись так, щоби при її динамічному прогині на ході стиску результуюче зусилля спрямовувалось вздовж осі пружини.

Під час розрахунку циліндричної крученої пружини визначаються такі конструктивні параметри: діаметр дроту пружини , середній діаметр намотування , кількість робочих та повне число витків , довжину пружини (рис. 3.6.2).

Розрахункове значення діаметра дроту визначається за формулою

, (3.6.12)

де – сила, яка діє на пружину, при максимальному динамічному навантаженні; – допустиме напруження кручення, для сталей 65Г, 60С2 = 800 МПа, для сталі 60С2ХА = 900 МПа.

Рис. 3.6.2. Конструктивна схема циліндричної крученої пружини та її характеристика

Максимальна сила, що діє на пружину

, (3.6.13)

де – деформації пружини під дією відповідно статичного та динамічного навантажень.

Кількість робочих витків

, (3.6.14)

де G = МПа – модуль пружності другого роду.

Після розрахунку заокруглюються до найближчого, як правило більшого, значення за ГОСТом 14968-69: 5, 6, і т.д.

Середній діаметр намотування розраховується за вибраним значенням індекса пружини с:

.

Повна кількість витків

(3.6.15)

Повну кількість витків заокруглюють до цілого числа або до величини, кратної 0,5. Перевагу потрібно надавати останньому варіанту, тому що при ньому забезпечується зустрічне положення крайніх витків пружини, що забезпечує її стійкіше положення. Крайні витки пружини підтискуються на 0,75...1,0 витка з кожного боку і можуть зішліфовуватися на (0,5...0,75)d_n для створення опорних кінцевих площин, перпендикулярних до осі пружини. Однак здебільшого перпендикулярність опорних площин пружин автомобільних підвісок забезпечується за рахунок утворення в опорних фланцях пружини спеціальних пазів для розміщення її крайніх витків.

Довжина пружини у вільному стані:

– із шліфованими торцями

(3.6.16)

– із нешліфованими торцями

(3.6.17)

У формулах (6.16), (6.17) врахована вимога необхідності забезпечення зазору між витками пружини величиною 0,1d_n при її максимальній деформації з метою запобігання ударних навантажень.

Для забезпечення достатньої стійкості пружин підвіски автомобіля рекомендується дотримуватись такої вимоги: L_n/d_n  3.

Спроектована пружина перевіряється на міцність. Максимальні дотичні напруження (кручення і зрізу), що виникають у витках пружини при її максимальній робочій деформації, розраховують за формулою

. (3.6.18)

Розробляючи робоче креслення пружини з її характеристикою за ГОСТ, додатково визначаються такі параметри:

– довжина розгорнутої пружини

– діаметр контрольного стержня

, ( допуск на зазор;)

– деформації пружини

– навантаження на пружину

.