Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции - Детали машин и основы конструирования - файл Лекция 23.doc


Загрузка...
Лекции - Детали машин и основы конструирования
скачать (1015.7 kb.)

Доступные файлы (25):

Лекция 10.doc151kb.01.10.2008 18:07скачать
Лекция 11.doc126kb.08.02.2008 16:35скачать
Лекция 12.doc126kb.04.02.2008 16:04скачать
Лекция 13.doc57kb.08.02.2008 16:37скачать
Лекция 14.doc117kb.08.02.2008 16:38скачать
Лекция 15.doc149kb.08.02.2008 16:40скачать
Лекция 16.doc167kb.08.02.2008 16:40скачать
Лекция 17.doc170kb.08.02.2008 16:41скачать
Лекция 18_19.doc267kb.17.11.2007 14:12скачать
Лекция 18.doc125kb.08.02.2008 16:42скачать
Лекция 19.doc210kb.08.02.2008 15:30скачать
Лекция 1.doc118kb.03.09.2009 16:49скачать
Лекция 20.doc75kb.08.02.2008 16:44скачать
Лекция 21.doc147kb.08.02.2008 16:46скачать
Лекция 22.doc134kb.08.02.2008 16:48скачать
Лекция 23.doc110kb.08.02.2008 16:49скачать
Лекция 2-5.doc116kb.04.09.2009 17:13скачать
Лекция 2.doc127kb.29.08.2007 13:00скачать
Лекция 3.doc229kb.10.09.2008 17:07скачать
Лекция 4.doc100kb.04.02.2008 15:04скачать
Лекция 5.doc105kb.03.09.2009 17:05скачать
Лекция 6.doc126kb.08.02.2008 16:21скачать
ЛЕКЦИЯ 7.doc138kb.17.09.2009 13:29скачать
Лекция 8.doc137kb.08.02.2008 16:25скачать
Лекция 9.doc159kb.08.02.2008 16:26скачать

Лекция 23.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...

Лекция 23


14. УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
14.1. Общие сведения

Упругие элементы – пружины и рессоры – широко распространены в машиностроении, в том числе и автомобилестроении.

Упругие элементы применяют:

- для создания постоянных заданных сил, например сил прижатия диска муфты сцепления;

- для силового замыкания кинематических пар, чтобы исключить влияние зазора на точность перемещения, например в распределительном кулачковом механизме двигателя внутреннего сгорания;

- для выполнения функции двигателя, например в механических часах, аккумулируется энергия при заводе – закручивании пружины;

- для виброизоляции в транспортных машинах, например рессоры автомобиля.

- для восприятия энергии удара, например буферные пружины, применяемые в железнодорожных составах, артиллерийских орудиях;

- для измерения сил, например в измерительных приборах.

Основное распространение в машиностроении имеют металлические упругие элементы растяжения и сжатия, в частности витые цилиндрические пружины растяжения (рис 14.1, а), сжатия (рис 14.1, б) и кручения )рис. 14.1, д).






а

б

в

г



г

д) Рис. 14.1. Виды упругих элементов

В этих пружинах витки подвергаются напряжениям кручения под действием постоянного момента. Цилиндрическая форма удобна для ее размещения в машинах.

При больших нагрузках, малых упругих перемещениях и стесненных габаритах по оси приложения нагрузки применяют тарельчатые пружины (рис. 14.1, в).

Упругие элементы, работающие на изгиб, называют рессорами (рис. 14.1, г).

Упругие элементы относят к деталям машин, требующих достаточно точных расчетов. Их обязательно рассчитывают на жесткость. При этом неточности расчетов не могут быть компенсированы запасами жесткости.

Материалы для пружин должны иметь высокие и стабильные во времени упругие свойства. Основным материалом для пружин являются высокоуглеродистые стали (У9А…у12А), стали легированные кремнием (60С2А), марганцем (65Г), хромом, ванадием, никелем (50ХГА, 50ХФА, 65С2ВА и др.).

Пружины из проволоки диаметром до 8…10 мм изготавливают холодной навивкой, преимущественно прошедшей термообработку, а после навивки подвергают только отпуску. Пружины из проволоки большего сечения навивают в горячем состоянии, затем закаливают. Пружины, подвергнутые переменным напряжениям, дополнительно подвергают пластическому деформированию, так называемому заневоливанию.
^ 14.2. Конструирование и расчет цилиндрических витых пружин

растяжения и сжатия

Основное применение в машиностроении имеют пружины из круглой проволоки благодаря их наименьшей стоимости и лучшей их работой при напряжениях кручения.

Пружины характеризуются следующими основными геометрическими параметрами (рис. 14.2):

- диаметр проволоки d;

- средний диаметр D;

- индекс пружины c = D / d;

- шаг витков h;

2

- угол подъема витков , tg =h / (D);

- длина рабочей части пружины НР;

- число рабочих витков i = HP / h.



Рис.14.2. Основные геометрические параметры витой

цилиндрической пружины
Чем податливее должна быть пружина, тем больше берется индекс пружины и число витков. Обычно индекс пружины выбирают в зависимости от диаметра проволоки в следующих пре делах:

d, мм ...До 2,5…3-5….6-12

с …… 5 – 12….4-10…4 – 9

Пружины растяжения навивают таким образом, чтобы было обеспечено начальное натяжение (давление) между витками. Это натяжение выбирают 1/3…1/4 предельной силы для пружины, при которой ее испытывают и которая вызывает напряжения, близкое к пределу упругости. Такую навивку называют закрытой. На концах пружин для крепления могут быть прицепы в виде изогнутых витков. Наиболее совершенными являются крепления с помощью ввертываемых резьбовых пробок с крючками.
3

Пружины сжатия навивают открытой навивкой с просветом между витками на 10…20 % больше расчетных осевых упругих перемещений каждого витка при максимальных рабочих нагрузках. Для того чтобы нагрузка на пружину передавалась по ее оси, конечные витки прижимают к соседним виткам, а торцевые поверхности пружины шлифуют.

Пружины делятся на классы. 1-й класс – для больших чисел циклов нагружений (клапанные пружины двигателей автомобилей). 2-й класс для средних чисел циклов нагружений и 3-й класс – для малых чисел циклов нагружений.

По точности пружины делятся на группы. 1-я группа точности с допускаемыми отклонениями по силам и упругим перемещениям  5 %, 2-я группа точности – на  10 % и 3-я группа точности  20 %.

Силовые факторы, действующие в лобовом поперечном сечении пружин растяжения и сжатия, сводятся к моменту M = FD / 2, вектор которого перпендикулярен оси пружины и силе F, действующей вдоль оси пружины (рис. 14.2).

Момент М раскладывается на крутящий Т и изгибающий МИ моменты:

и . (14.1)

В большинстве пружин угол подъема витков небольшой, не превышает  10…12о. Поэтому расчет можно вести по крутящему моменту, пренебрегая изгибающим моментом из-за его малости. Максимальное напряжение кручения, возникающее на внутренних волокнах, составляет

, (14.2)

где k – коэффициент, учитывающий кривизну витков, .

c = D/d …………..4……..5……6…..…8…..…10……12

k………………..1,37….1,29…1,24…1,17…..1,14….1,11

Из приведенной зависимости (14.2) получаем формулу для определения диаметра проволоки при проектном расчете пружин


4

. (14.3)

Осевое упругое сжатие пружин определяют как суммарный угол закручивания пружины , умноженный на средний радиус пружины

, (14.4)

где 1 – податливость одного витка, то есть сжатие витка от единичной силы, ;

G – модуль сдвига.

Потребное число рабочих витков определяют по условию, по которому при возрастании нагрузки от установочной (начальной) Fmin до максимальной Fmax пружина должна получить заданное упругое перемещение

. (14.5)

Откуда вычисляют число витков

. (14.6)

Полная длина ненагруженной пружины составляет

, (14.7)

где Н3 – длина пружины, сжатой до соприкосновения соседних рабочих витков, , полное число витков уменьшено на 0,5 из-за шлифовки каждого конца пружины на 0,25d для образования плоского опорного торца.

i1 – полное число витков, , дополнительные 1,5…2,0 витка идут на поджатие для создания опорных поверхностей пружин.

Максимальная осадка пружины, т. е. перемещение торца пружины до полного соприкосновения витков составляет,

. (14.8)

Шаг пружины определяется по зависимости

. (14.9)
5

Длину проволоки для изготовления пружины рассчитывают из соотношения

. (14.10)

Зависимость между нагрузкой и осадкой пружины сжатия показана на рис. 14.3.


^

Рис. 14.3. Диаграмма пружины сжатия



Полная длина ненагруженной пружины составляет

, (14.7)

где Н3 – длина пружины, сжатой до соприкосновения соседних рабочих витков, , полное число витков уменьшено на 0,5 из-за шлифовки каждого конца пружины на 0,25d для образования плоского опорного торца.
6

i1 – полное число витков, , дополнительные 1,5…2,0 витка идут на поджатие для создания опорных поверхностей пружин.

Максимальная осадка пружины, т. е. перемещение торца пружины до полного соприкосновения витков составляет,

. (14.8)

Шаг пружины определяется по зависимости

. (14.9)

Длину проволоки для изготовления пружины рассчитывают из соотношения

. (14.10)

7


Скачать файл (1015.7 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru