Винтовые пружины

Винтовые пружины

• Спиральная пружина Среди упругих элементов винтовые пружины наиболее широко используются в машиностроении и машиностроении (рис. 10.3). Простой и компактный дизайн с высокой эксплуатационной надежностью. Они создаются намоткой проволоки круглого, квадратного или прямоугольного сечения (рис. 10.3, д) холодной и горячей на специальную оправку. В зависимости от формы оправки спиральные пружины можно разделить на цилиндрические, конические и параболоиды в зависимости от типа пружины растяжения-нагрузки (рис. 10.3, а), сжатия (рис. 10.3, б, в) ) И крутить (рис. 10.3, г). Thi в в б но г Рисунок 10.3 d N

\ т amax Wz Где Wz — момент сопротивления сечения относительно нейтральной оси. Для диаметра d Wz ~ nd3 / 32 «ODd3 круга. Коэффициент k2 зависит от кривизны поворота и определяется следующими рекомендациями: Когда с = 4, к2 = 1,26. с = 6 к2 = 1,16; с = 8 к2 = 1,12, с = 10 к2 = с Диаметр проволоки б ^ адм В случае пружинной стали, используемой для производства пружины, допустимый предел напряжения принимается равным от 500 до 800 МПа.

Под действием момента T-Fa (см. Рисунок 10.5) в поперечном сечении проволоки создается изгибающее напряжение Людмила Фирмаль

Диаметр пружины D = (s + 1) d. Круглый проволочный пружинный угол Ф = 77 / (EIZ) = 6477 / (Конец 4), (10,4) Где / = nDcpi — длина развернутого витка пружины. EIZ-Wire изгибная жесткость; Iz — момент инерции поперечного сечения катушки относительно нейтральной оси (Iz = nd * / 64). При установке угла кручения длина пружины / число витков определяется по формуле (10.4). При определении длины L развернутой проволоки для всей пружины также следует учитывать длину на обоих концах. Шаг пружины t (рис. 10.5) на 0,3–0,5 мм больше диаметра витка, а высота H = него. Основные размеры винтовой пружины следующие.

Диаметр проволоки d \ наружный диаметр Z); средний диаметр витка пружины D ‘шаг витка G; число витков /; длина пружины I в свободном состоянии (без нагрузки) (для пружины сжатия и пружины растяжения); индекс пружины c = Dcp юлианский день. По мере увеличения индекса жесткость пружины уменьшается. Индекс c = 16 … 8 (при d <0,4 мм), c = 12 … 6 (при d = 0,4 … 2 мм) и c = 10 … 4 (d> 2 мм) Если хочешь взять). Расчет пружины состоит из определения диаметра проволоки d, диаметра пружины Z) и числа витков i в соответствии с заданной внешней нагрузкой Fh ход / пружина. Натяжная пружина намотана соседними обмотками (t = d).

• Такие пружины изготавливаются двух типов, где контактные катушки не прижимаются друг к другу, и контактные катушки создают межвитковое давление. В последнем случае при намотке пружины проволока крутится вокруг своей оси. Пружина приобретает некоторое предварительное натяжение и начинает растягиваться только после того, как нагрузка превысит предварительное натяжение. Чрезвычайное вращение натяжной пружины изогнуто и функционирует как крюк (Рисунок 10.4). Во многих случаях крючок, самая слабая точка пружины, имеет различную форму в зависимости от способа монтажа.

При растяжении разрыв между витками увеличивается. Вт тм- -SF 1II> ЧШШ- # 41- Рисунок 10.4 Пружины сжатия (см. Рис. 10.3, б и в) выполнены с зазором между витками. Крайние витки пружины всегда тянутся к соседним виткам и заземляются вдоль плоскости, перпендикулярной вертикальной оси. Это позволяет прикрепить пружину легко к опорной плоскости и центра. Чтобы пружина не потеряла стабильность (изгиб), когда отношение H / D превышает 3, рекомендуется прикрепить ее к направляющей чашке или валу.

Направление сжимающей нагрузки строго вдоль оси пружины. Людмила Фирмаль

Цилиндрическая пружина сжатия получена Наиболее распространенным является то, что форма сочетается с формой роликов, стаканов и других вращающихся тел. Спирально-конические пружины (см. Рис. 10.3, в) обладают высокой стабильностью и минимальной высотой при сжатии, но редко используются из-за сложности изготовления. Когда катушка сжимается, катушка входит в катушку с небольшим зазором, поэтому коническую пружину можно сжать до размера, равного толщине проволоки. Пружины сжатия не очень чувствительны к перегрузкам. При перегрузке виток пружины полностью сжимается, и пружина принимает форму жесткого цилиндра. Если требуются нелинейные упругие свойства, используются конические пружины сжатия.

При разработке механизма, если проблему можно решить с помощью пружины растяжения или пружины сжатия, последняя имеет преимущество. Вы получаете следующие преимущества: Более простая конструкция, чем пружина растяжения. Нет необходимости в большом ограничителе деформации. Отказ в один оборот не приводит к кратковременному отказу механизма. Пружины растяжения-сжатия обычно имеют линейные характеристики. При расчетных нагрузках эти пружинные материалы работают в пределах упругой деформации.

Для устойчивости к вибрации и ударам собираемая витая пружина уведомляется о начальной нагрузке F0y. Пружина устанавливается со слегка расширенным или сжатым значением / 0. Расчет цилиндрического натяжения винтовой пружины-сжатия производится в соответствии с условиями прочности

Состояние прочности поперечного сечения пружины x ^ TJF ^ D Kk ^ (101) Urul kdj Где T = Fmax /> ср / 2-крутящий момент и ^ = ix ^ 3 / l6 — полюсный момент сопротивления поперечного сечения катушки. Fmax — максимальная нагрузка пружины; d, диаметр проволоки Dcp и средний диаметр пружины, соответственно. Кк = (4с + 2) / (4с-3) -фактор, учитывающий концентрацию напряжений на поверхности катушки в зависимости от индекса пружины: с = Dcp jd. Из формулы (10.1) найдите диаметр пружинной проволоки. или (Yu.Z)

Исходными данными для расчета пружины являются начальная нагрузка F0 и максимальная Fmax, рабочая деформация / р и свойства проволоки: модуль упругости G и допустимое напряжение сдвига Тадма. Расчеты выполняются в следующем порядке: 1. Выберите индекс от 4 до 16 пружин. 2. Используйте формулу (10.2) для определения диаметра проволоки. Принимает наибольшее значение, ближайшее к диапазону d. Средний и наружный диаметры пружин равны: Dcp = cdy D- Dcp + d. Если внешний диаметр витка пружины ограничен, диаметр проволоки определяется по уравнению (10.3). 3. Рассчитайте коэффициент жесткости пружины. или 4.

Определите предварительную деформацию пружины: / 0 = F0 / k. 5. Рассчитаем количество витков пружины по формуле i = Gd / (% kc3) i = Gd4 / (8 k Dcp). 6. Определите длину, натяжение или сжатие пружины соответственно без деформации. H = и / + L3; H = i (d + e) ​​+ hT + fmaxy Где h3 — длина крючка для крепления натяжной пружины. e = 0,5 мм гарантированный зазор между витками пружины сжатия при максимальной деформации. hr = (2 … 3) d — общая толщина нерабочего конца витка пружины. / max = / 0 + / p 7. Найдите угол подъема витка пружины, сжатие или натяжение соответственно. tga = (// — Lm) / (i /) cf /); tga = dj (7tZ> cp) = 1 / (hp). Этот угол не должен превышать 11-12 °. 8. Определите длину пружины развертывания проволоки, сжатия или натяжения соответственно. L = 2); потому что LAi + 2Ll, потому что Где Li — рабочая длина пружинного крючка.

Пружины кручения (см. Рис. 10.1, г) выглядят иначе, чем пружины растяжения — сжатие только в конструкции с конечным поворотом. Один конец пружины (рис. 10.5) соединен с неподвижной частью, другой конец соединен с подвижной частью, и к плечу приложена сила ^. Конец пружины согнут, чтобы момент, действующий на плоскость витка, можно было приложить к пружине. Когда пружина закручена, ее диаметр уменьшается, поэтому пружина прикрепляется к цилиндрической оправке диаметром d0 с зазором, обеспечивающим свободное вращение витка.

Пружина используется для создания момента реакции Γ, когда свободный конец пружины закручен под углом f (см. Рис. 10.1, г). Они используются в виде силовых элементов, например, для зажима магнитных и оптических головок для записи и считывания информации.

Смотрите также:

Решение задач по прикладной механике

Направляющие поступательного движения	Плоские пружины
Назначение, классификация, основные свойства и материалы упругих элементов	Мембраны, сильфоны и трубчатые пружины