- •10 Приводи пристроїв
- •11 Передачі. Загальні відомості
- •11.1 Передача гвинт – гайка
- •11.1.1 Кінематичний розрахунок
- •11.1.1.1 Розрахунок на міцність
- •11.1.1.2 Розрахунок на стійкість гвинта
- •11.2 Гідравлічні і пневматичні передачі
- •11.2.1 Розрахунок пневматичних та гідравлічних передач
- •11.2.2 Розрахунок на міцність основних елементів гідравлічної і пневматичної передач
- •11.3 Ланцюгова передачі
- •11.4 Пасова передачі
- •12 Розрахунок затискних пристроїв
- •12.1 Ексцентрикові затискачі
- •12.2 Цангові затискачі
- •13 Пружини
- •13.1 Циліндричні гвинтові пружини стиску і розтягу
- •13.2 Пластичні пружини згину
- •Літературні джерела
12.2 Цангові затискачі
Цангами називають розрізні пружинні втулки, які можуть центрувати заготовки за зовнішніми і внутрішніми циліндричними поверхням. Повздовжні розрізи перетворюють кожну пелюстку цанги у консольно закріплену балку, яка переміщається у радіальному напрямі при повздовжньому русі за рахунок взаємодії конусів цанги і корпуса. Для збереження працездатності цанги деформація її пелюстків не повинна виходити за границю пружності.
Рисунок 12.2 – Цанговий затискач
Сила тяги (приводу) цанги при роботі без упору можна визначати за формулою
, (12.6)
де – необхідна сила затискання заготовки;
– сила стиску пелюстків цанги для вибору зазору між губками і заготовкою;
– половина кута конуса цанги;
– кут тертя у стику конічних поверхонь цанги і корпусу.
Силу можна знайти з розгляду залежності прогину консольно закріпленої балки (пелюстка) з видовженням для всіх пелюстків
, (12.7)
де – модуль пружності матеріалу, МПа;
– момент інерції сектора січення цанги у місці закріплення пелюстки;
– стріла прогину пелюстки, ( – радіальний зазор);
– число пелюсток;
– довжина вильоту пелюстки цанги.
Момент інерції січення
, (12.8)
де – зовнішній діаметр поверхні пелюстки у місці січення;
– товщина стінки пелюстки;
– половина кута сектора цанги (рад);
Якщо прийняти МПа і , то розрахунок можна проводити за формулами
для трипелюсткової цанги
;
для чотирипелюсткової цанги
.
Приклад. Визначити силу тяги цанги , якщо необхідна сила затиску заготовки Н, модуль пружності матеріалу МПа, зовнішній діаметр поверхні пелюстка в місці січення , товщина стінки пелюстка мм, довжина пелюстка цанги мм.
1. Визначаємо момент інерції сектора січення пелюстка цанги
м4,
де – половина кута сектора пелюстки цанги, .
2. Визначаємо силу тиску пелюстків цанги для вибору зазору між її губками і заготовкою
Н,
де – число пелюсток цанги;
– стріла прогину пелюстка, мм, мм,
– радіальний зазор між цангою і заготовкою, мм
3. Визначаємо силу тяги цанги при наявності осьового упору
Н,
де – кут тертя в стику конічних поверхонь цанги і корпуса, ;
– кут тертя в контакті між цангою і заготовкою,
– половина кута конуса цанги, .
13 Пружини
13.1 Циліндричні гвинтові пружини стиску і розтягу
Рисунок
13.1 – Циліндрична гвинтова пружина
За характером сприймаючого напруження розрізняють пружини стиску, розтягу, кручення і згину.
Циліндричні гвинтові пружини стиску і розтягу (рис. 13.1) зі сталевого дроту стандартизовані і діляться на три класи залежно від навантаження. Кожний клас поділений на розряди, які відрізняються діаметром дроту і силою, яка викликає максимальну деформацію.
Гвинтові пружини розраховують на кручення
, (13.1)
де – поправочний коефіцієнт, який враховує кривизну витків і поперечну сили (визначається з таблиці);
– осьове навантаження на пружину;
– середній діаметр витків пружини;
– індекс пружини, ;
– діаметр дроту;
– допустиме навантаження.
При проектуванні пружини розраховується діаметр дроту, з якого буде виготовлена пружина
. (13.2)
Розрахунок на втому включає у себе визначення коефіцієнта запасу міцності , який порівнюється з необхідним . Запас міцності визначається так:
, (13.3)
де – максимальне напруження при крученні;
– межа міцності матеріалу пружини при зсуву, ;
– коефіцієнт асиметрії циклу, ;
– границя втоми при відновлюваному циклі, .
Зміну висоти пружини розтягу-стиску визначають за формулою
, (13.4)
де – число робочих витків пружини;
– модуль зсуву, МПа (для сталей).