Przypomnienie rdzenia: Zadaniem konstrukcji sprężynowej jest określenie średnicy drutu sprężystego d, liczby pierścieni roboczych n oraz innych wymiarów geometrycznych, tak aby mógł on spełniać ograniczenia wytrzymałości, ograniczenia sztywności i ograniczenia stabilności, a ponadto wymaga odpowiednie wskaźniki projektowe (takie jak objętość, waga, stabilność wibracji itp.) są najlepsze. .......
Zadaniem konstrukcji sprężynowej jest określenie średnicy d drutu sprężystego, liczby pierścieni roboczych n oraz innych wymiarów geometrycznych, tak aby mogły zostać spełnione ograniczenia wytrzymałości, ograniczenia sztywności i ograniczenia stabilności, a także odpowiadające im kryteria projektowe (np. objętość, waga, wibracje) są wymagane. Stabilność itp.), Aby osiągnąć najlepszy rezultat.
Konkretne kroki projektowania są następujące: najpierw wybierz materiał sprężyny i indeks sprężyny C zgodnie z warunkami pracy i wymaganiami. Ponieważ sb odnosi się do d, często przyjmuje się również z wyprzedzeniem, że średnica d drutu sprężynowego. Następnie obliczyć wartości d i n oraz inne odpowiadające im wymiary geometryczne. Jeśli wyniki nie są zgodne z warunkami projektowania, powyższy proces należy powtórzyć. Dopóki rozwiązanie w celu zaspokojenia wszystkich ograniczeń jest wykonalnym rozwiązaniem tego problemu. W praktycznych problemach rozwiązania nie są unikalne i często wymagają lepszych rozwiązań z wielu możliwych rozwiązań.
Przykład 12-1 projektuje cylindryczną śrubową sprężynę ściskającą o kołowym przekroju poprzecznym. Znane obciążenie minimalne Fmin = 200N, obciążenie maksymalne Fmax = 500N, skok roboczy h = 10 mm, praca sprężyny II, średnica zewnętrzna sprężyny nie przekracza 28 mm, a koniec jest mocno zmielony.
Rozwiązanie:
Obliczanie okresu próbnego (1):
(1) Wybierz materiał sprężyny i dopuszczalne naprężenia. Użyj drutu sprężynowego z węgla klasy C.
Zgodnie z wymogami średnicy zewnętrznej, pierwsze wybory C = 7, od C = D2 / d = (Dd) / dd = 3,5 mm, z tabeli 1 znajdują sb = 1570 MPa, z tabeli 2, które: [t] = 0,41 sb = 644MPa.
(2) Oblicz średnicę drutu sprężynowego d
Według wzoru K = 1,21
Według wzoru d≥4.1mm
Z tego widać, że początkowa wartość obliczeniowa d = 3,5 mm nie spełnia ograniczenia siły i powinna zostać ponownie obliczona.
Trial (II):
(1) Wybierz materiał sprężyny jak powyżej. Aby uzyskać większą wartość I> d, wybierz C = 5,3.
Wciąż przez C = (Dd) / d, d = 4,4 mm.
Tabela 1 ma sb = 1520 MPa, z tabeli 2, która [t] = 0,41 sb = 623 MPa.
(2) Oblicz średnicę drutu sprężynowego d
Według wzoru K = 1,29
Według wzoru d≥3.7mm.
Można zauważyć, że I> d = 4,4 mm spełnia warunki ograniczenia wytrzymałości.
(3) Oblicz liczbę efektywnych cykli roboczych n
Wielkość odkształcenia λmax jest określona na podstawie RYS. 1: λmax = 16,7 mm.
Sprawdź tabelę 2, G = 79000N / mm2,
Według wzoru n = 9,75
Biorąc n = 10, biorąc pod uwagę, że oba końce są ciasne, całkowita liczba zwojów n1 = n + 2 = 12. W tym momencie uzyskuje się wykonalne rozwiązanie, które spełnia warunki ograniczające wytrzymałość i sztywność, ale biorąc pod uwagę dalsze zmniejszenie wymiarów i masy sprężyny, obliczenia próbne są wykonywane ponownie.
Trial (III):
(1) Nadal wybieraj powyższy materiał sprężystości, weź C = 6, uzyskaj K = 1,253, d = 4 mm, sprawdź tabelę 1, uzyskaj sb = 1520 MPa, [t] = 0,41 sb = 623 MPa.
(2) Oblicz średnicę drutu sprężyny. Ma d≥3.91mm. Wiedz, że d = 4 mm spełnia warunki wytrzymałościowe.
(3) Oblicz efektywny krąg roboczy n. Zgodnie z obliczeniem próby (II), λmax = 16,7 mm, G = 79000 N / mm2
Według wzoru n = 6,11
Weź n = 6,5 okrążeń, wciąż odnosząc się do każdego końca i ściśle, n1 = n + 2 = 8,5.
Ten wynik obliczeń spełnia warunki ograniczające wytrzymałość i sztywność. Z punktu widzenia wymiarów i wagi jest to lepsze rozwiązanie. Ten roztwór można wstępnie określić, a inne wymiary są obliczane i sprawdzane pod kątem stabilności.
(4) Określić wielkość odkształcenia λmax, λmin, λlim i rzeczywistego minimalnego obciążenia Fmin
Maksymalne obciążenie sprężyny wynosi:
Ponieważ liczba zwojów roboczych zmieniła się z 6,11 na 6,5, odpowiednio zmieniła się wielkość odkształcenia i minimalne obciążenie sprężyny.
Według wzoru:
Λmin = λmax-h = (17,77-10) mm = 7,77mm
(5) Znajdź skok p sprężyny, wysokość swobodną H0, kąt pochylenia linii prostej γ i długość rozwijania sprężyny L
Pod działaniem Fmax odległość między sąsiednimi okręgami wynosi δ≥0,1d = 0,4 mm, a jeśli δ = 0,5 mm, skok sprężyny bez obciążenia jest
p = d + λmax / n + δ1 = (4 + 17.77 / 6.5 + 0.5) mm = 7.23mm
p zasadniczo odpowiada zaleconemu zakresowi (1/2 do 1/3) D2.
Wolna wysokość sprężyny, która jest ciasno płaska na powierzchni czołowej jest
Weź standardową wartość H0 = 52 mm.
Kąt spiralny sprężyny pod obciążeniem wynosi
Zasadniczo odpowiada zakresowi γ = 5 ° do 9 °.
Długość przedłużacza drutu sprężynowego
(6) Obliczanie stabilności
b = H0 / D2 = 52/24 = 2,17
Ze stałymi wspornikami na obu końcach, b = 2,17 <5,3, nie="" straci="">
(7) Narysuj charakterystyczną linię sprężyny i rysunek roboczy części.
67, Niektóre urządzenia na sprężyny skrętne i ich metody
Urządzenie sprężynowe skrętne - środkowy wspornik sprężyny skrętnej, nylonowy pierścień gumowy, kołnierz mocujący, sprężyna skrętna dopasowana do masy korpusu drzwi, kołnierz blokujący, tarcza do nawijania i wspornik łożyska są umieszczone na zamówieniu (przezroczysta lewa i prawa strona) Galwanizowane rurę stalową i zwracać uwagę na to, czy części można prawidłowo zamontować. Za pomocą wkrętu do drewna M8x41mm przymocuj środkowy wspornik sprężyny skrętnej do krótkiej płytki w środku górnej części otworu i uważaj, aby uniknąć pozycji urządzenia w pojemniku na łańcuch. Do połączenia środkowego wspornika sprężyny skrętnej, nylonowego pierścienia gumowego, kołnierza mocującego i sprężyny skrętnej należy użyć śruby M8 × 40mm, a następnie połączyć sprężynę skrętną i kołnierz blokujący. Następnie dolny koniec wspornika łożyska połączony jest ze śrubą i nakrętką M9.5 × 19 mm oraz adapterem szyny stopniowej. Górny koniec wspornika łożyska jest przymocowany do drewnianej ramy bocznej za pomocą śrub z łbem kwadratowym M8 × 41 mm.
Wytrzymałość górnej sprężyny skrętnej - umieścić jeden koniec pętli liny stalowej na wale haka dolnego wspornika koła. Zgodnie z zasadami stołu do sprężyny skrętnej, nie należy przekraczać lub zmniejszać połowy koła z normalną liczbą okrążeń, nie mieszkać w stalowym pręcie, zawiesić drugiego końca liny na bębnie, dokręcić liny stalowej, zablokuj szpulę, a następnie Zablokuj kołnierz blokujący i wyjmij pręt blokujący. Ten proces jest wyjątkowo ryzykowny. Trzeba zwracać uwagę na pokój. Konieczne jest zabezpieczenie siebie i zapobieganie zranieniu innych.