Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
!!! Полный конспект.doc
Скачиваний:
89
Добавлен:
10.09.2019
Размер:
23.72 Mб
Скачать

Глава 20 Генераторы Пружин

20.1 Генератор компонентов пружины сжатия

Пружина сжатия - это винтовая пружина с фиксированным зазором между рабочими витками способными выдержать работу внешних сил противодействия, которые порождаются в оси пружины. Генератор позволяет проводить расчет конструкцию стандартных цилиндрических пружин сжатия чистого кручения с корректировкой по дополнительному изгибу. В генераторе используются четыре основных состояния пружины:

  • свободная - пружина не нагружена (индекс 0).

  • предварительная нагрузка - к индексу пружины добавляется минимально возможная рабочая нагрузка (индекс 1)

  • полная нагрузка - к индексу пружины добавляется максимально возможная рабочая нагрузка (индекс 8).

  • пределы - пружина сжата до соприкосновения с витком (индекс 9).

20.1.1 Расчет геометрических характеристик

В результате расчета пользователь получает характеристики: максимальное значение напряжения; напряжение сдвига при полной нагрузке, вызываемой колебаниями; проверка на изгиб; частота самовозбуждающихся колебаний; критическая скорость (например, инерционное взаимное столкновение резьбы); контроль длины пружины и проверка напряжения во время прикосновении к витку.

  • наружный диаметр пружины D1 = D + d [мм], где D-средний диаметр пружины [мм], d-диаметр проволоки [мм]

  • внутренний диаметр пружины D2 = D - d [мм]

  • рабочее отклонение H = L8 - L1 = s8 - s1 [мм], где L8-длина полностью нагруженной пружины [мм], L1-длина предварительно нагруженной пружины [мм], s8-отклонение полностью нагруженной пружины [мм], s1-отклонение предварительно нагруженной пружины [мм]

  • длина пружины в свободном состоянии L0 = L1 + s1 = L8 + s8 [мм]

  • индекс пружины c = D/d

  • поправочный коэффициент Wahl

  • общая сила, действующая в пружине , где τ-напряжение при кручении [МПа], G-модуль упругости материала при сдвиге [МПа], с-отклонение пружины [мм], n-число активных витков

  • жесткость пружины , где F8-рабочая сила в полностью нагруженной пружине [МПа], F1-рабочая сила в минимально нагруженной пружине [МПа]

  • средний диаметр пружины

  • отклонение пружины в большинстве случаев s = F / k [мм]

  • условие прочности 8usA, где 8-напряжение при кручении полностью нагруженной пружины [МПа], A-допустимое напряжение при кручении пружины [МПа], us-коэффициент использования материала

  • рекомендуемые диапазоны геометрических размеров пружины: L8LminF и DL010D и L0800мм и 4D/d16 и n2 и 12d t <D, где t-шаг активных витков в свободном состоянии [мм], LminF-предельная длина пружины при испытании [мм], L0-длина свободной пружины [мм]

  • длина предварительно нагруженной пружины

  • длина полностью нагруженной пружины , где L0-длина свободной пружины [МПа], F1-рабочая сила в минимально нагруженной пружине [мм]

  • рабочее отклонение H = L1 - L8 [мм]

  • минимальная рабочая сила

  • максимальная рабочая сила

  • жесткость пружины

  • теоретическая предельная длина пружины L9 = (n + nz + 1 - z0) d [мм]

  • предельная длина пружины при испытании LminF=L9max+Samin [мм], где длина пружины верхнего предела в состоянии предела L9max: для неторцевых концов - L9max=1,03L9 [мм], для торцевых концов при (n+nz)<=0,5 - L9max=(n+ nz)d [мм], для торцевых концов при (n+nz)>10,5 - L9max = 1,05 L9 [мм]

  • сумма минимально допустимого расстояния между активными витками пружины в полностью нагруженном состоянии , где значение d=1 используется для диаметра пружины d<1 мм, а значение c=5 - для значения индекса пружины c<5

  • отклонение пружины в состоянии предела s9 = L0 - L9 [мм]

  • предельная сила пружины F9 = k S9 [Н]

  • расстояние между витками

  • шаг активных витков t=a+d [мм], шаг в свободном состоянии с рекомендуемыми диаметрами проволоки должен лежать в диапазоне 0,3Dt0,6D

  • отклонение предварительно нагруженной пружины s1 = L0 - L1 [мм]

  • полное отклонение пружины s8 = L0 - L8 [мм]

  • напряжение при кручении материала пружины в состоянии предварительной нагрузки

  • напряжение при кручении материала полностью нагруженной пружины

  • непрерывное продольное напряжение

  • длина развернутой проволоки l = 3,2 D (n + nz) [мм]

  • масса пружины

  • энергия деформации пружины

  • собственная частота колебаний пружины

  • критическая (предельная) скорость пружины, вызванная столкновением витков по инерции

  • проверка нагрузки пружины 8 usA и LminF  L8