2.12. Розрахунок пружини стиску Так як у нас термодрукуюча головка притискується двома пружинами, то кожна пружина повинна створювати силу

Qпр=Q/2=16,7/2=8,35 Н (2.54)

Діаметр дроту визначимо з формули:

d=1,6 (2.55)

де Qmax- максимально допустиме навантаження:

Qmax=1,25*Q (2.56)

Q - найбільше робоче навантаження

Q =Qпр/0,8=8,38/0,8=10,4 Н (2.57)

Підставляючи значення Q у формулу (56) маємо:

Qmax=1,25*10,4=13Н.

k- поправочний коефіцієнт

k= (2.58)

де С- індекс пружини характеризуючий відношення середнього діаметра пружини до діаметра дроту

С=Dср/d (2.59)

Приймаємо Dср=5,2 мм. Тоді:

С=4

Підставляючи значення С у формулу (58) отримаємо:

k=

- допустимі напруження при кручені

=0,6*т

т=250 МПа

Тоді =0,6*250=150 МПа.

Підставляємо знайдені значення у формулу (2.55) і отримаємо:

d=1,6 =1,33 мм.

По ГОСТ 9389-75 приймаємо діаметр дроту d=1,3 мм.

Знаходимо еластичність за формулою:

f= (2.60)

де G-модуль зсуву матеріалу пружини

G=8000 кг/мм

Решта величин нам відомі.

Тоді

f= =0,05 мм.

Робочий хід пружини F приймаємо 1,5 мм

F=1,5 мм

Тоді необхідну кількість витків знаходимо за формулою:

n= (2.61)

Підставляємо відомі значення F, f,Q , Qпр у формулу (2.61) і отримаємо:

n=

Приймаємо n=15.

Діюче значення навантаження буде мати значення:

Qд= Q - H.

Прогин одного витка пружини під навантаженням Qmax:

fmax=f*Qmax=0,05*13=0,65 мм.

Крок пружини:

t= fmax+d=0,65+1,3=1,95 мм.

Приймаємо t=2 мм.

Висота пружини у вільному стані:

H=n*t+d=15*2+1,3=31,3 мм.

Висота пружини під навантаженням Qд:

Hд=H-f*n*Qд=31,3-0,05*15*18,4=25 мм.

Висота пружини під навантаженням Q :

H =H-f*n*Q =31,3-0,05*15*10,4=23,5 мм.

Висота пружини під максимальним навантаженням:

Hmax=H-f*n*Qmax=31,3-0,05*15*13=21,6 мм.

Кут підйому витків пружини:

tg=t/*Dср=2/3,14*5,2=0,12

=6 58 47

Довжина пружини в розвернутому виді:

L= мм.

Напруження в матеріалі пружини:

 =102 МПа.

 

Умова міцності при кручені виконується.

2.13. Розрахунок осей приводу

З конструкторських міркувань приймаємо діаметр ведучого валшу:

d5=18 мм- загальний

d5 =7 мм- стальна основа

Всі осі приймаємо з діаметром 4 мм.

Перевіримо чи виконується умова міцності

Для ведучого валу:

Рис.2.11.

Заміняємо опори на реакції, які в них виникають

Рис.2.12.

Знайдемо реакції в опорах А і В

В площині ХОУ:

∑Ма=0

Ув*54+Fr*60,4-0,45(45/2+4,5)=0

Визначаємо Ув

Ув= ; (2.62)

Підставивши значення в (62) отримаємо:

Ув= =5,86 Н.

∑Мв=0

Уа*54-Fr*6,4-q*4,5(45/2+4,5)=0 (2.63)

Визначаємо Уа.

Уа= =8,59 Н.

Перевіримо суму сил по осі У:

Уа+Ув+ Fr-q*l=8,59+5,86+2,2-0,37*45=0

Умова рівноваги виконується

В площині ZOX

∑Ма=0

Zв*54-Foк*60,4=0 (2.64)

Визначимо з формули (64) Zв

Zв= =6,71 Н.

∑Мв=0

Zа*54+Fок*6,4=0 (2.65)

Визначимо з формули (65) Zа

Zа= -0,71 Н.

Перевіримо чи виконується умова рівноваги по осі Z:

Za+Zв+Fок=-0,71+6,71-6=0

Умова рівноваги виконується.

Побудуємо епюри згинаючих моментів Мz, My і обертового моменту Т

Му. На першому проміжку

І Уа*4,5=8,6*45=38,7 Нмм.

На другому проміжку

ІІ Уа (4,5+45)-q =8,6*49,5-0,37*1012,5=51 Hмм.

На третьому проміжку

IIІ Уа*54-q45( )=8,6*54-0,37*1215=14,1 Hмм.

На четвертому

IV Fr*6,4=2,2*6,4=14,1 Hмм.

Мz. На проміжку I, II, III

Za*54=0,71*54=38,4 Hмм.

На проміжку IV

Fок*6,4=6*6,4=38,4 Нмм.

Крутний момент:

Т= =54 Нмм.

Побудуємо епюру сумарних моментів згину: