на самую первую страницу Главная Карта сайта Машиностроение Чертежи Контакты
Оглавление


КОНТАКТЫ:
послать SMS на сотовый,
через любую почтовую программу   
написать письмо 
визитка, доступная на всех просторах интернета, включая  WAP-протокол: 
http://wap.copi.ru/6667 Internet-визитка
®
рекомендуется в браузере включить JavaScript




РЕКЛАМА:





Расчет пружин сжатия и растяжения

типовые расчеты по ЕСКД

ФОРМУЛЫ И СПОСОБЫ РАСЧЕТА ПРУЖИН
ИЗ СТАЛИ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ
(по ГОСТ 13765-86)

расчет пружин

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ ПРУЖИН ПО ГОСТ 13765-86

    1. Исходными величинами для определения размеров пружин являются силы F1 и F2 , рабочий ход h, наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или при разгрузке vmax, выносливость Np и наружный диаметр пружины D1 (предварительный).Если задана только одна F2 сила то вместо рабочего хода h для подсчета берут величину рабочей деформации S    2, соответствующую заданной силе.

    2. По величине заданной выносливости Np предварительно определяют принадлежность пружины к соответствующему классу по табл. 1.

    3. По заданной силе F2 и крайним значениям инерционного зазора δ вычисляют по формуле (2) значение силы F3.

    4. По значению F3, пользуясь табл. 2, предварительно определяют разряд пружины.

    5. По табл. 11-17 находят строку, в которой наружный диаметр витка пружины наиболее близок к предварительно заданному значению D1. В этой же строке находят соответствующие значения силы F3 и диаметра проволоки d.

    6. Для пружин из закаливаемых марок сталей максимальное касательное напряжение τ3 находят по табл. 2, для пружин из холоднотянутой и термообработанной τ3 вычисляют с учето значений временного сопротивления Rm. Для холоднотянутой проволоки Rm определяют из ГОСТ 9389-75, для термообработанной - из ГОСТ 1071-81.

    7. По полученным значениям F3и τ3, a также по заданному значению F2 по формулам (5) и (5а) вычисляют критическую скорость vk и отношение vmax / vk, подтверждающее или отрицающее принадлежность пружины к предварительно установленному классу. При несоблюдении условий vmax / vk < 1 пружины I и II классов относят к последующему классу или повторяют расчеты, изменив исходные условия. Если невозможно изменение исходных условий, работоспособность обеспечивается комплектом запасных пружин.

    8. По окончательно установленному классу и разряду в соответствующей таблице на параметры витков пружин, помимо ранее найденных величин F3, D1 и d, находят величины c1 и s3, после чего остальные размеры пружины и габариты узла вычисляют по формулам (6)-(25).

КЛАССЫ И РАЗРЯДЫ ПРУЖИН

Ниже рассматриваются винтовые цилиндрические пружины сжатия и растяжения из стали круглого сечения с индексами i = d/D от 4 до 12.

Приводимые данные распространяются на пружины для работы при температурах от -60 до +120°С в неагрессивных средах. Пружины разделяют на классы, виды и разряды (см. ниже).

Класс пружин характеризует режим нагружения и выносливости, а также определяет основные требования к материалам и технологии изготовления.

Разряды пружин отражают сведения о диапазонах сил, марках применяемых пружинных сталей, а также нормативах по допускаемым напряжениям.

Отсутствие соударения витков у пружин сжатия определяется условием vmax / vk < 1,
где,
vmax - наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или при разгрузке, м/с;
vk - критическая скорость пружин сжатия, м/с (соответствует возникновению соударения витков пружины от сил инерции).

ВЫНОСЛИВОСТЬ И СТОЙКОСТЬ ПРУЖИН

При определении размеров пружин необходимо учитывать, что при vmax> vk, помимо касательных напряжений кручения, возникают контактные напряжения от соударения витков, движущихся по инерции после замедления и остановок сопрягаемых с пружинами деталей. Если соударение витков отсутствует, то лучшую выносливость имеют пружины с низкими напряжениями τ3, т.е. пружины класса I по табл. 1, промежуточную - циклические пружины класса II и худшую - пружины класса III.

При наличии интенсивного соударения витков выносливость располагается в обратном порядке, т.е. повышается не с понижением, а с ростом τ3. В таком же порядке располагается и стойкость, т.е. уменьшение остаточных деформаций или осадок пружин в процессе работы.

1. КЛАССЫ ПРУЖИН по ГОСТ 13765-86

Класс пружинВид
пружин
НагружениеВыносливость NF
(установленная безотказная наработка), циклы,
не менее
Инерционное соударение витков
IСжатия и растяженияЦиклическое1x107Отсутствует
IIЦиклическое и статическое1x105
IIIСжатияЦиклическое2x103Допускается

   Примечание. Указанная выносливость не распространяется на зацепы пружин растяжения.

2. РАЗРЯДЫ ПРУЖИН по ГОСТ 13765-86

Сила пружины при максим. деформации F3, HДиаметр проволоки (прутка) d, ммМатериалТвердость после термооб­работки HRCМакси­мальное касательное напряжение при кручении τ3, МПа
Марка сталиСтандарт на заготовку
I11 - 8500,2 - 5,0по ГОСТ 1050 и ГОСТ 1435Проволока класса I по ГОСТ 9389-0,3RmГОСТ 13766
21 - 800Проволока классов II и IIА по ГОСТ 9389ГОСТ 13767
22,4 - 8001,2 - 5,051ХФА-Ш по ГОСТ 14959Проволока по ГОСТ 10710,32Rm
3140 - 600003,0 - 12,060С2А, 65С2ВА, 70СА3 по ГОСТ 14959Проволока по ГОСТ 1496347,5...53,5560ГОСТ 13768
51ХФА по ГОСТ 14959Проволока по ГОСТ 1496345,5...51,5
42800 - 18000014 - 7060С2А, 65С2ВА, 70С3А, 60С2, 60С2ХА, 60С2ХФА, 51ХФА по ГОСТ 14959Сталь горячекат. круглая по ГОСТ 259044,0...51,5480ГОСТ 13769
II11,5 - 14000,2 - 5,0по ГОСТ 1050 и ГОСТ 1435Проволока класса I по ГОСТ 9389-0,5RmГОСТ 13770
21,25 - 1250Проволока класса II и IIA по ГОСТ 9389ГОСТ 13771
37,5 - 12501,2 - 5,051ХФА-Ш по ГОСТ 14959Проволока по ГОСТ 10710,52Rm
3236 - 100003,0 - 12,060С2А, 65С2ВА по ГОСТ 14959Проволока по ГОСТ 1496347,5...53,5960ГОСТ 13772
65Г по ГОСТ 14959Проволока по ГОСТ 2771
51ХФА по ГОСТ 14959Проволока по ГОСТ 1496345,5...51,5
44500 - 28000014 - 7060С2А, 60С2, 65С2ВА, 70С3А, 51ХФА, 65Г, 60С2ХФА, 60С2ХА по ГСТ 14959Сталь горячекат. круглая по ГОСТ 259044,0...51,5800ГОСТ 13773
III112,5 - 10000,3 - 2,8по ГОСТ 1050 и ГОСТ 1435Проволока класса I по ГОСТ 9389-0,6Rm-ГОСТ 13774
2315 - 140003,0 - 12,060С2А, 65С2ВА, 70С3А по ГОСТ 14959Проволока по ГОСТ 1496354,5...58,013509ГОСТ 13775
36000 - 2000014 - 2560С2А, 65С2ВА, 70С3А по ГОСТ 14959Сталь горячекат. круглая по ГОСТ 259051,5...56,01050ГОСТ 13776

   Примечания:
1. Максимальное касательное напряжение при кручении приведено с учетом кривизны витков.
2. Rm - предел прочности пружинных материалов

    Средствами регулирования выносливости и стойкости циклических пружин в рамках каждого класса при неизменных заданных значениях рабочего хода служат изменения разности между максимальным касательным напряжением при кручении τ3 и касательным напряжением при рабочей деформации τ2.
    Возрастания разности τ3 - τ2 обусловливают увеличение выносливости и стойкости циклических пружин всех классов при одновременном возрастании размеров узлов. Уменьшение разностей τ3 - τ2 сопровождается обратными изменениями служебных качеств и размеров пространств в механизмах для размещения пружин.
   Для пружин I класса расчетные напряжения и свойства металла регламентированы так, что при νmax/ νk ≤ 1 обусловленная выносливость пружин при действии силы F1 (сила пружины при предварительной деформации) не менее 0,2F3 (сила пружины при максимальной деформации) обеспечивается при всех осуществимых расположениях и величинах рабочих участков на силовых диаграммах разности напряжений τ3 - τ2, и τ2 - τ1, (касательное напряжение при предварительной деформации).
   Циклические пружины II класса при νmax/ νk ≤ 1 в зависимости от расположения и размера рабочих участков могут быть поставлены в условия как неограниченной, так и ограниченной выносливости.
   Циклические пружины III класса при всех отношениях νmax/ νk и относительном инерционном зазоре пружин δ не более 0,4 характеризуются ограниченной выносливостью, поскольку они рассчитаны на предельно высокие касательные напряжения кручения, к которым при νmax/ νk > 1 добавляются контактные напряжения от соударения витков.
   Все статические пружины, длительно пребывающие в деформированном состоянии и периодически нагружаемые со скоростью νmax/ νk, относятся ко II классу. Вводимые ограничения расчетных напряжений и свойств проволоки (см. табл. выше) обеспечивают неограниченную стойкость статических пружин при остаточных деформациях не более 15% максимальной деформации s3.
   Допустимые остаточные деформации статических пружин регламентируются координацией сил пружины при рабочей деформации s3 на силовых диаграммах, причем увеличение разности F3 - F2 способствует уменьшению остаточных деформаций.
   Технологические средства регулирования выносливости и стойкости пружин определяются документацией на технические требования.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ ПРУЖИН СЖАТИЯ И РАСТЯЖЕНИЯ

1. Пружина сжатия из проволоки круглого сечения с неподжатыми и нешлифованными крайними витками.

расчет  пружин

2. Пружина сжатия с поджатыми по 3/4 витка с каждого конца и шлифованными на 3/4 окружности опорными поверхностями.

расчет  пружин

3. Пружины растяжения из проволоки круглого сечения с зацепами, открытыми с одной стороны и расположенными в одной плоскости.

расчет  пружин

ОПОРНЫЕ ВИТКИ ПРУЖИН СЖАТИЯ

расчет  пружин

ДЛИНА ПРУЖИН СЖАТИЯ

Длину пружин сжатия рекомендуется принимать Lo <= (D1 - d).

Можно брать Lo до 5 х (D - d), но тогда пружины должны работать на направляющем стержне или в направляющей гильзе. При этом между пружиной и сопрягаемой деталью выдерживают зазор z в зависимости от величины среднего диаметра D пружины.

Значение зазора z, мм

расчет  пружин

Похожие документы:

чертеж пружины сжатия;
чертеж пружины параболоидной;
расчет пластинчатой пружины изгиба;
расчет пружин кручения из круглой проволоки;
ГОСТ 13764-86 " Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из стали круглого сечения. Классификация";
ГОСТ 13766-86 "Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения 1 класса, разряда 1 из стали круглого сечения. Основные параметры витков";
ГОСТ 13767-86 "Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения 1 класса, разряда 2 из стали круглого сечения. Основные параметры витков";
ГОСТ 13768-86 "Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения 1 класса, разряда 3 из стали круглого сечения. Основные параметры витков";
ГОСТ 13769-86 "Пружины винтовые цилиндрические сжатия 1 класса, разряда 4 из стали круглого сечения. Основные параметры витков";
ГОСТ 13770-86 "Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения II класса, разряда 1 из стали круглого сечения. Основные параметры витков";
ГОСТ 13771-86 "Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения II класса, разряда 2 из стали круглого сечения. Основные параметры витков";
ГОСТ 13772-86 "Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения II класса, разряда 3 из стали круглого сечения. Основные параметры витков";
ГОСТ 13773-86 "Пружины винтовые цилиндрические сжатия II класса, разряда 4 из стали круглого сечения. Основные параметры витков";
ГОСТ 13774-86 "Пружины винтовые цилиндрические сжатия III класса, разряда 1 из стали круглого сечения. Основные параметры витков";
ГОСТ 13775-86 "Пружины винтовые цилиндрические сжатия III класса, разряда 2 из стали круглого сечения. Основные параметры витков";
ГОСТ 13776-86 "Пружины винтовые цилиндрические сжатия III класса, разряда 3 из стали круглого сечения. Основные параметры витков".


Copyright  © 2013-2016,  АЛЪ-ПРО