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

20.2 Генератор компонентов пружин растяжения

Пружина растяжения — это спирально-цилиндрическая пружина, витки которой, как правило, прилегают друг к другу. Пружина подвергается действию противоположно направленных усилий, приложенных вдоль ее оси.

Генератор компонентов пружин растяжения предназначен для расчета чистого кручения при соединении для дополнительного изгиба. В нем используются четыре основных состояния пружины:

  • свободное - пружина не нагружена (индекс 0).

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

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

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

Программа работает в двух режимах:

  • проектирование При проектировании пружины рассчитываются: диаметр проволоки, число витков и длина пружины в свободном состоянии LD для конкретной нагрузки, для сборочных размеров (L1, L8, H) или для диаметра и материала пружины.

  • проверка. В ходе проверочного расчета определяются сборочные размеры и рабочая деформация при заданных значениях нагрузки, материала и геометрических размеров пружины. Вначале выполняется проверка входных величин для расчета, а затем на основании формул вычисляются сборочные размеры.

20.2.1 Расчет геометрических характеристик

При расчете определяются: максимальное значение напряжения, сдвиговое напряжение при полной нагрузке (для пружин, работающих в условиях колебаний), возможность безопасного изгиба, собственная частота колебаний пружины, критическая скорость (ограничиваемая инерционными взаимодействиями), предельная длина пружины, напряжения при межвитковом касании.

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

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

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

  • высота зацепа пружины , где L0-длина пружины в свободном состоянии [мм], Lz-длина части пружины с витками [мм]

  • индекс пружины (отношение среднего диаметра пружины к диаметру проволоки) c = D/d

  • поправочный коэффициент Валя

  • начальное растяжение , где 0-напряжение в свободном состоянии [МПа]

  • обобщенное усилие приходящееся на пружину , где τ-обобщенное напряжение материала пружины при кручении [МПа], G-модуль упругости (модуль Юнга) материала пружины [МПа], s-обобщенная деформация пружины [мм], n-количество активных витков

  • жесткость пружины , где F8 - рабочее усилие в полностью нагруженной пружине [МПа], F1 - рабочее усилие в минимально нагруженной пружине [МПа], H - рабочая деформация [мм]

  • высота зацепа пружины растяжения , где Lo-длина пружины в свободном состоянии [мм], Lz-длина части пружины с витками [мм]

Формулы поверочного расчета:

  • длина предварительно нагруженной пружины

  • длина полностью нагруженной пружины

  • рабочая деформация H = L8 - L1 [мм]

Формулы расчета рабочих усилий

  • минимальное рабочее усилие

  • максимальное рабочее усилие

Формулы расчета выходных параметров пружины

  • коэффициент высоты зацепа

  • жесткость пружины

  • длина части с витками

    • пружина без начального растяжения Lz = t n + d [мм]

    • пружина с начальным растяжением Lz = 1.03 (n + 1) d [мм]

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

  • полная деформация пружины s8 = L8 - L0 [мм]

  • напряжение материала пружины при кручении при предварительном нагружении

  • напряжение материала пружины при кручении при полном нагружении

  • предельное усилие в пружине

  • деформация в предельном состоянии , где k-жесткость пружины [Н/мм], F9-рабочее усилие в пружине, нагруженной до предела [Н], F0-начальное растяжение пружины [Н]

  • предельная длина пружины L9 = L0 + s9 [мм]

  • энергия

  • длина развернутой проволоки l = 3.2 D n + l0 [мм], где длина развернутого зацепа l0:

    • половина витка l0 =  D + 4 o - 2 D - 2 d [мм]

    • полный виток l0 = 2 ( D - 2 d) [мм]

    • полный виток сбоку l0 = 2 ( D - 2 d) [мм]

    • полный виток внутри l0 = 2 ( D - d) [мм]

    • поднятый зацеп l0 =  D + 2 o - D + 3 d [мм]

    • два полных витка l0 = 4  D [мм]

    • два полных витка сбоку l0 = 4  D [мм]

    • неуказанный тип l0 = 0 [мм]

  • масса пружины

  • собственная частота колебаний пружины

  • проверка нагрузки пружины 8usA