5.6 Эскизирование детали типа «Пружина»

Эскиз пружины выполняется аккуратно, непосредственно с детали. В учебной практике при эскизировании деталей типа «пружина» студентам следует знать назначение детали, ее устройство, применяемые материалы.

Пружины являются одним из ответственных элементов сборочных единиц. Их назначение в создании усилий, которые действуют на детали в сборочных единицах.

Для изготовления пружин применяют большое количество разных материалов, основным свойством которых является способность запасать и возвращать запасенную энергию деформации. Перечень материалов и их механических свойств приведены в табл. 5.13.

Таблица 5.13 – Механические свойства материалов, применяемых для изготовления пружин

Материал	Марка	Предел прочности на растяжение σт,, МПа	Предел прочности на кручение , МПа	Относительное удлинение , %
Углеродистые стали	65	1000	800	9
	70	1050	850	8
	75	1100	900	7
	85	1150	1000	6
Рояльная проволока	-	2000…3000	1200…1800	2…3
Холоднокатання пружинная проволока	Н	1000…1800	600…1000
	П	1200…2200	700…1300
	У	1400…2800	800…1600
Марганцовистые стали	65Г 55ГС	700 650	400 350	8
				10
Хромованадиевая сталь	50ХФА	1300	1100
Коррозионностойкая сталь	40Х13	1100	800	12
Кремнистые стали	55С2 60С2А	1300	1200	6
				5
	70С3А	1800	1600
Хромомарганцовистые стали	50ХГ	1300	1100 1200	5 6
	50ХГА
Никель-кремниевая сталь	60С2Н2А	1800	1600	5
Хромокремние-ванадиевая сталь	60С2ХФА	1900	1700
Вольфрамокремниевая сталь	65С2ВА

По форме пружины разделяют на цилиндрические (рис. 5.19, а, б, в), конические (рис. 5.19, г, д), спиральные (рис. 5.19, е), пластинчатые (рис. 5.19, з), тарельчатые (рис. 5.19, ж, е).

Рисунок 5.19

По виду деформации пружины бывают: сжатия (рис. 5.19, а, б, г, д, ж, е), растяжения (рис. 5.19, в), кручения (рис. 5.19, е, и, к), изгиба (рис. 5.19 з).

По форме поперечного перерезь пружины бывают круглые (рис. 5.19, а, в, г, и, к), прямоугольные (рис. 5.19, д, з), квадратные (рис. 5.19, б).

По направлению навивки пружины могут быть с правой и левой навивкой.

Все виды пружины изображают на чертежах согласно требованиям стандартов. Пружину изображают согласно ГОСТ 2.401-68.

Последовательность выполнения эскизов пружины:

1. Внимательно осмотреть пружину, изучить ее конструкцию, назначение, технологию изготовления.

2. Ознакомиться с правилами изображения пружин данного вида согласно требованиям соответствующих стандартов.

3. Выбрать согласно ГОСТ 2.301-68 формат чертежа, начертить на нем рамку и основную надпись.

4. Наметить тонкими сплошными линиями габаритные прямоугольники для будущих изображений с расчетом равномерного использования формата. Провести осевые линии.

5. Обозначить тонкими сплошными линиями видимый контур детали, начиная с основных геометрических форм и сохраняя на всех изображениях проекционную связь и пропорцию элементов детали.

6. Нанести выносные и размерные линии, стрелки, проставить необходимые знаки. Провести обмер размеров пружины и вписать размерные числа, причем размерные числа записывать сразу после каждого измерения, не накапливая их в памяти.

7. Заполнить основную надпись и записать технические требования.

8. Внимательно проверить эскиз и исправить ошибки.

В учебной практике принято изображать цилиндрическую пружину сжатия. Для выполнения такого чертежа необходимо знать, каким образом формируются опорные витки. Визуально установить количество опорных витков можно, зная правила их формирования.

На представленном на рис. 5.20 изображении пружины сжатия показано размещения опорных витков и переход от опорного витка в точке а, в которой происходит отгибание витков на угол  относительно опорного витка.

Рисунок 5.20

Кроме этого, необходимо знать, что при изготовлении пружины производится подготовка конца пружины путем сошлифовывания части ее поверхности. На рис. 5.21 показано, что контактная поверхность опорного витка составляет 3/4 полной длины витка. В учебных задачах принято для расчетов принимать длину опорного витка равной 0,75 полной длины витка. При реальных инженерных расчетах количество опорных витков, а соответственно их длина могут отличаться от принятых в учебной задаче (ГОСТ 2.401-68).

Согласно ГОСТ 2.401-68 при изображении пружин соблюдаются такие условности и упрощения:

1. Витки пружины на виде и в разрезе изображают прямыми линиями.

2. Для пружин, которые имеют свыше четырех витков, чертят по одному – два витка с каждой стороны, не считая опорных. Сдачу витков условно заменяют осевыми линиями центров сечений витков (рис. 5.22, а, б).

Рисунок 5.21

а) б)

в)

Рисунок 5.22

1. Если толщина витков (на изображении) составляет 2 мм и меньше, то пружины изображают условно (ГОСТ 2.401-68) (рис. 5.22, в).

При выполнении эскизов пружин придерживаются правил:

1. Изображение пружины на главном виде размещают горизонтально.

2. Изображение пружины на чертеже всегда с правым направлением навивки. Направление навивки отмечают в технических требованиях.

3. Технические требования должны содержать даннные о длине развернутой пружины; числе рабочих витков n; полном числе витков n₁; направлении навивки; длине пружины в свободном состоянии (размер для справок).

При изображении на рабочих чертежах и на эскизах принято показывать пружину в свободном от нагрузки состоянии.

Полное число витков пружины сжатия:

n₁=n + 1,5.

Длина развернутой пружины сжатия (заготовки) приблизительно можно рассчитать по формуле:

L = 2π D n₁,

где D – внешний диаметр пружины;

π = 3,14;

n₁ – полное число витков

Пример выполнения учебного чертежа пружины сжатия приведен на рис. 5.23.

Рисунок 5.23