24. Плоские пружины, спиральные пружины, винтовые пружины.

1). Плоские пружины являются распространёнными элементами различных устройств: контактные формы, разъёмы, контактные потенциометры. Их используют в качестве упругих опор, т.е. там, где плоская форма пружины вписывается в конструкцию прибора. Плоские пружины выполняют в виде прямоугольных пластин. Прочность и жесткость пружин оценивают согласно формул: , , , где B=E*J-изгибная жесткость, Wu – момент сопротивления изгибу, J=(b*(h^3))/12, E-модуль упругости. Сначала в соответствии с условием работы выбирают материал пружины и ее размеры, затем скорректировав размеры с учетом сортамента материала, определяют проверочным расчетом прочность и жесткость. При предварительном проектировании считают заданными допускаемое напряжение , жесткость пружины k=F/лямда, и Fmax. Выбрав материал пружины, назначаем допускаемое напряжение, - предел текучести. Подбор сочетания размеров l, b, h пружины, при которых наибольшее напряжение не превосходит допускаемого, а жесткость пружины не отклоняется от заданной.

2). Спиральные пружины:

Угол поворота Фи конца плоской консольной пружины длинной l, прямоугольного сечения шириной b и высотой h, нагруженной моментом M определяют:

.

Для получения больших угловых деформаций удобнее и компактнее спиральные формы. Складывают вместе несколько лент заготовок, навивают на обойме и обрабатывают термически. Получается пружина с шагом, равным а. Один конец прикрепляют к валу, а другой к корпусу механизма. Число витков i < 10…15. Для расчета пружины используют формулы:

-жесткость, -прочность.

3). Винтовые пружины:

Винтовые пружины представляют собой стержень в виде проволоки круглого сечения, навитой по винтовой линии на цилиндрической образующей. Кроме рабочих витков пружины сжатия имеют еще нерабочие концевые витки. Они служат для передачи пружине осевой силы. Для передачи пружины силам растяжения служат зацепы в виде отогнутых концевых витков. Широкое распространение получили из-за того, что форма пружины удобно сочетается с формой стержней, валиков, гильз и других тел вращения. Варьируя значениями геометрических параметров можно получить пружины желаемой жесткости. Проектирование пружин – выбор материала, подбор размера пружины, обеспечивающий соответствующую жесткость и прочность. По модулю упругости E, в соответствии с пределами текучести и назначением пружины выбирают значение запаса прочности , где - коэф.запаса прочности. Для натяжных пружин -для неответственных случаев , -для ответственных случаев.

25. Мембраны и их конструкции, расчет характеристик

Мембрана – гибкая пластина способная получить заметный прогиб под действием давления или определенной силы. Основные размеры определяют эксплутационные свойства мембраны. d^н – диаметр, d^u – диаметр жесткого центра, d - толщина. Под действием давления Р на мембрану, заделанную по контуру, центр ее перемещается на l и мембрана изгибается как в радиальном так и в окружном направлении. Деформация изгиба и изгибающие моменты ~ l прогибу. Реальные мембраны с нелинейной характеристикой p=Al+Bl (А и В - коэффициенты от толщины и коэффициента Пуассона m). При нанесении на поверхность мембраны кольцевых гофров резко падает жесткость на растяжение в радиальном направлении и увеличивается окружная изгибная жесткость. С увеличением глубины гофрировки характеристика становится линейной до больших прогибов, а жесткость начального участка характеристики увеличивается. У тонких мембран с большим числом мелких волн характеристика существенно нелинейна.