Проектировочный расчет пружин кручения круглого поперечного сечения

Выполнить проектировочный расчет пружины кручения круглого поперечного се-

чения для следующих исходных данных: момент предварительного закручивания рабочий момент вращения рабочий угол закручивания длина проволоки прицепов Пружина первого класса, выполнена из стали 60С2А.

Расчет

Проектировочный расчет пружины кручения начнем с определения требуемого диаметра проволоки. В начале расчета зададим индекс пружины, С = . Условие статической прочности для пружины круглого поперечного сечения записывается в виде (10.2.10)

234 Глава 4. Типовые элементы машин

 

где

вспомогательный коэффициент;

 

Из условия прочности определяем требуемый диаметр проволоки (10.2.10):

— допускаемое напряжение изгиба, вычисляемое по формуле Для заданного класса пружины и марки стали 60С2А максимальное касательное напряжение при кручении равно = 560 МПа. Тогда

Округлим полученное значение до десятых долей в большую сторону:

= 8,1 мм.

Определяем число рабочих витков (10.2.13):

Средний диаметр пружины:

Угол поворота пружины при предварительной нагрузке:

и округляем его до целого в ближайшую сторону, п = 11. Далее рассчитаем угловые перемещения пружины. Угол поворота пружины при рабочей нагрузке:

Рабочий угол поворота пружины будет несколько отличаться от заданного по условию из-за округлений при определении числа витков:

4.4. Расчет упругих элементов машин 235

Из условия устойчивости определяем предельно допустимый угол закручи­вания:

Шаг пружины в ненагруженном состоянии вычисляется как , где

Длина пружины всвободном состоянии:

Длина развертки пружины:

Угол подъема винтовой линии:

Увеличение числа витков при закручивании:

Диаметр пружиныпосле закручивания:

Потенциальная энергия, накопленная пружиной:

мм — зазор между витками. Пусть = 0,3 мм, тогда