Расчет винтовой пружины

ttдоп0»0,63 σт ∙b0/n»0,63∙1373∙0,94/1,1=739,17 Мпа.

При k=1,1167 идеальные касательные напряжения:

ti=ttдоп0/k=739,17/1,1167=661,92 Мпа.

Допустимые амплитудные напряжения определяются как функция максимального временного сопротивления при n=1,1 и b1=0,95 (рис. 1.13 [1]), а также с учетом k=1,1167:

ttдопА»0,24 σв ∙b1/(n∙k)=0,24∙1570∙0,95/(1,1∙1,1167)=291,41 Мпа.

Вначале рассчитываются силы, действующие на пружину, и ее перемещения и, кроме того, жесткость CF. Затем по этим величинам определяем относительные величины y1 и y2:

Fw=N¢V∙iy= 2596,5∙1,061 = 2754,89 H .

f1F=f1/ix=65/1,0112=64,28мм;

f2F=f2/ix=85/1,0112=84,06 мм;

F1=f1F∙CF= 64,28∙20 = 1285,6 H,

где CF=с1∙ix∙iy= 19,576∙1,0112∙1,061 = 20 Н/мм;

Fmax=Fw+F1= 2754,89+1285,6= 4040,49 H.

FA=[(f1F+f2F)∙0,9/2]CF=[(64,28+84,06)∙0,9/2]∙20=1335,06 H.

y2=FA/ttдопA=1335,06 /291,41 = 0,045814 см2;

y1=Fmax/ti=4040,49/661,92 = 0,061042 см2.

Определяем минимальный диаметр проволоки с использованием большей из величин (в данном случае y1).

В результате расчета диаметр проволоки dmin оказался меньшим, чем диаметр, который был использован при первоначальном расчете dmin=1,4 см. Коэффициенты уменьшения допускаемых нагрузок b0 и b1, определяемые диаметром, будут поэтому больше принятых при расчете, а коэффициент k, зависящий от кривизны витка, будет меньше. Идеальные напряжения среза будут больше и поэтому не требуется проведения повторного расчета.

С учетом допускаемых отклонений размеров (допуски на рис. 2.118 [1]) следует определить средний диаметр проволоки, который будет использован при дальнейших расчетах и является исходным для изготовления проволоки. При диаметре проволоки меньше 20 мм допускаемые отклонения равны ±0,08 мм, поэтому диаметр d с учетом поля допуска равен 14,08±0,08 мм. Следовательно, индекс пружины, необходимый в дальнейшем расчете, составляет w=11,36. Используя величину d, выраженную в см, определяем число рабочих витков:

Добавляя по концам пружины по ¾ витка, получаем общее число витков:

n1=n+1,5=5+1,5=6,5.

Число витков должно быть кратным 0,5, т.к. при этом концы крайних витков будут развернуты в разные стороны.

После определения диаметра проволоки и числа витков следует найти размеры, имеющие значение для высоты автомобиля.

Одним из таких размеров является та высота Lw, которую пружина будет иметь под действием начальной нагрузки Fw. Нижний предел размера Lw зависит от наименьшей рабочей высоты Ln, т.е. от длины, которую будет иметь пружина, полностью сжатая до такого состояния, когда витки даже с учетом предусмотренного покрытия не касаются один другого. При определении величины Ln следует использовать максимально возможный диаметр проволоки dmax, т.е. средний диаметр с допускаемым положительным отклонением. В рассматриваемом примере dmax=14,08+0,08=14,16 мм. Длина пружины при полной нагрузке (длина блока при плотном прилегании всех витков), мм:

Lb1=(n+1,1)dmax=(5+1,1)∙14,16= 86,376 мм.

Стоящая в скобках цифра 1,1 учитывает прижатые концевые витки.

Sa=cdmaxn= 0,19∙14,16∙5 = 13,452 мм.

Ln=Lb1+Sa=86,376 +13,452 = 99,828 мм,

где коэффициент c определяется по рис. 2.125 [1] как функцию индекса пружины w. В приведенном примере при w=11,36 коэффициент c=0,19.

Высота пружины при начальной нагрузке:

Lw=f1F+Ln=64,28+99,828 = 164,108 мм.

Высота пружины в свободном состоянии без нагрузки:

Статьи о транспорте:

Экономические выгоды использования газотепловозной тяги
Применение природного газа в качестве моторного топлива имеет для ОАО "РЖД" весьма актуальное значение. Затраты на дизельное топливо для тепловозов составляют около 20% общих эксплуатационных расходов в локомотивном хозяйстве компании. В условиях жёсткого тарифного регулирования ОАО &quo ...

Основные параметры и показатели двигателя
Рабочий объем цилиндра в дм2: ; — коэффициент тактности рабочего цикла, =4 Диаметр цилиндра в мм: ; где — отношение линейных размеров цилиндра =0,86…1,07 Принимаем =0,95 Ход поршня двигателя в мм: ; Округляем до 95 мм. Расчетная средняя скорость поршня в м/с: ; Ошибка между ...

Определение экономически оправданного срока задержки вагонов и грузов для организации прямого варианта перевалки
В результате неравномерного прибытия вагонов и автомобилей в пункты их взаимодействия происходит случайное колебание остатков грузов. Для повышения стабильности работы пунктов взаимодействия и доли груза, перерабатываемого по прямому варианту, приходиться задерживать вагоны в результате перевалки. ...