Справочные данные по деталям машин

Главная

Пружины кручения из круглой проволоки

Пружины кручения изготовляют из проволоки классов 1, 2, 2А по ГОСТ 9389-75 диаметром 0,2...2,5мм включительно и проволоки по ГОСТ 14963-78 диаметром 3... 14мм.

Пружина кручения и диаграммы силовых испытаний изображены на рис. 1.

На пружину кручения действует пара сил, закручивающая ее в поперечных сечениях.

Пружины применяют в качестве прижимных аккумулирующих и упругих звеньев силовых передач. Примеры применения даны на рис. 2, 3 и 4.

Расчет. Исходные данные: наибольший рабочий крутящий момент М₂, Н · мм; наибольший угол закручивания a₂º.

Находим наибольший рабочий крутящий момент в Н · мм:

где[σ_из] = 1,25 τ₃.

Наименьший (установочный) рабочий крутящий момент определяется условиями работы механизма, его значение в Н · мм:

М₁ = (0,1...0,5)M₂. (27а)

рисунок

Рис. 1. Пружины кручения из круглой проволоки с прямыми концами, расположенными под углом 90º

рисунок

Если установочная нагрузка не предусматривается, то М₁ = 0.

Предельно допустимый крутящий момент (для наибольшей испытательной нагрузки) в Н·мм:

М₃ = М₂ · a₃/a₂; (28)

M₃ = 1,25M₂. (28a)

Индекс пружины

i= D/d; (29)

здесь D - средний диаметр пружины; рекомендуется принимать i≥ 5 (чем меньше d, тем больше следует брать i); в исключительных случаях допустимо i = 4 .

Значения индекса пружины i можно принимать в зависимости от диаметра проволоки d:

d, мм	0.2...0.4	0,45...1,0	1,1…2,5	2,8...6	7...14
i=D/d	16...8	12...6	10...6	10...4	8...4

Коэффициент формы сечения и кривизны витка:

Диаметр проволоки в мм:

Напряжение нормальное при изгибе, в Н/мм , под нагрузкой М₂:

должно быть σ₂ ≤ [σ_из].

Предельный угол закручивания в градусах при М₃:

a₃=1,25а₂. (33)

Наибольший рабочий угол закручивания в градусах при М₂:

а₂ ≈ 0,8а₃. (34)

Наименьший рабочий угол закручивания в градусах при М₁:

a₁ = a₂M₁/M₂(35)

Рабочий угол закручивания в градусах от M₁, до М₂:

θ = а₂ – a₁. (36)

Обычно θ определяют из условий работы механизма.

Число рабочих витков:

Наименьшее число витков (из условия устойчивости пружины, т.е. постоянства ее оси):

должно быть n ≥ n_min.

Длина (высота) пружины в свободном состоянии в мм:

l₀=(n+1)d + nδ. (39)

Зазор между витками в мм:

δ = 0,1. ..0,5. (40)

Шаг пружины в мм:

t = d + δ. (41)

Длина развернутой пружины в мм:

l≈ 3,2Dn+ l_приц, (42)

где D = D₁-d; l_приц - длина проволоки прицепов, мм.

Пример расчета. Дано: наибольший рабочий крутящий момент М₂ = 11000Н · мм, наибольший рабочий угол закручивания a₂ = 140°; пружина класса I, разряда 3.

Решение. Допускаемое напряжение на изгиб в Н/мм₂:

[σ_из] = 1,25[τ₃].

Из табл. 2 имеем для стали 60С2А [τ₃] = 560Н/мм₂:

[σ_из] = 1,25 · 560 = 700Н/мм².

Индекс пружины по формуле (29) принимаем i = 8.

Коэффициент формы сечения и кривизны витков по формуле (30):