Числоопорных витков

число срезанных витков

длина пружины в свободном состоянии

действующее на пружину усилие предварительного сжатия

рабочее осевое усилие

Выносливость пружины не более Характеристики материала пружинной проволоки:

предел прочности модуль упругости коэффициент Пуассона модуль сдвига плотность

Расчет

Припроверочном расчете по заданным внешним геометрическим размерам нужно определить коэффициент запаса статической прочности, а в случае действия переменной нагрузки — и коэффициент усталостной прочности.

Начинать следует с нахождения основных параметров пружины: индекс, осадка, длина, шаг и т. д.

Индекс пружины

Тогданаибольшая осадка пружины, возникающая при действии максимальной силы, равна (10.2.4):

Осадка пружины зависит от действующих на нее сил. Если пружина эксплуати­руется в режиме переменного нагружения, то в качестве сил, действующих на нее в процессе работы, можно рассматривать максимальную и минимальную силы, т. е. в данном случае

 

222 Глава 4. Типовые элементы машин

Рабочий ход пружины:

Наименьшая осадка пружины (при минимальной силе):

Полное число витков с учетом опорных:

Осадка пружины при полном сжатии:

Длина пружины в полностью сжатом состоянии:

Шаг пружины в свободном состоянии:

Угол подъемавинтовой линии:

Длина развертки пружины:

Длина заготовки;

Потенциальная энергия пружины:

Шаг пружины в нагруженном состоянии:

4.4. Расчет упругих элементов машин 223

Для того чтобы перейти к определению критической скоростинужно вы­числить вспомогательный коэффициент , а также рассчитать силу и напряже­ние сдвига при полном сжатии:

 

 

 

 

 

Тогда критическая скорость равна

 

Далее находим коэффициенты запаса. Допускаемое напряжение сдвига:

(пружина первого класса).

Фактическое напряжение сдвига:

Коэффициент запаса статической прочности:

Максимальное напряжение цикла:

Минимальное напряжение цикла:

Среднее напряжение цикла:

224 Глава 4. Типовые элементы машин

Амплитудное напряжение цикла:

Коэффициент запаса усталостной прочности (2.10.20):

 

где — предел выносливости, вычисляемый как

 

— масштабный фактор (для проволоки диаметром менее 10 мм принимается равным единице);

коэффициент асимметрии цикла.

Примем = , тогда

В заключение проверим пружины на устойчивость. Пружина считается устойчи­вой, если . В нашем случае 75/30 = 2,5, следовательно, пружина ус­тойчива.

Если условие устойчивости пружины оказывается не выполненным, тогда для ее нормальной эксплуатации необходимо дополнительно использовать оп­равку.