Расчёт пружин цилиндрических винтовых растяжения-сжатия.

Назначение – восприятие осевой растягивающей или сжимающей нагрузки. Изготовляются из стальной проволоки круглого или прямоугольного сечения

Материал – углеродистая сталь марок 65, 65Г, 70, 75, 80; легированная 60С2, 60СВА, 50ХФА; коррозионно-стойкая сталь; сплавы цветных металлов.

По ГОСТ 13764 – 3 класса:

Первый – пружины циклически нагруженные без соударения витков с выносливостью не ниже 5 10⁶ циклов;

Второй – с выносливостью не ниже 10⁵ циклов;

Третий – при возможном соударении витков только сжатия не ниже 2 10³ циклов.

Исходные данные для расчета пружин из стальной углеродистой проволоки (ГОСТ 9389-): диаметр проволоки (0,32…8мм);

Для второго класса предел прочности в = 2200…1250 МПа, а допускаемое касательное напряжение [ ;

F _н – сила растяжения или сжатия;

D ₀ – средний диаметр пружины;

 – диаметр проволоки;

D ₀  – диаметр пружины:

 коэффициент индекса – учёт кривизны витков.

Условие прочности пружины:

Можно ограничиться расчётом проволоки на кручение и срез от силы F:

☻☻

(рис)

При расчете на жесткость определяют осадку  под действием силы F:

где z – число витков;  - модуль сдвига.

Осадка пружины на графике – прямая линия. Например: пружина сжатия, осадка пружины 3мм от силы F ₂ = 648Н при до 540Н при зазоре между витками S _р = Сталь углеродистая Зададимся и коэффициент индекса

Окончательно диаметр проволоки:

Выбираем

Шаг пружины в свободном состоянии:

обычно ; при z = 3, t =

Высота пружины при полном сжатии:

Высота пружины в свободном состоянии:

Длина заготовки проволоки для пружины:  , где .

Чтобы избежать потерь устойчивости пружины, следует соблюдать условие Н₀/ D ₀ ≤ 2,6 в противном случае нужно монтировать на оправке или гильзе.

Соединения

Разъемные                                                       Неразъемные

1) Резьбовые                                                     1) Сварные

2) Шпоночные                                                    2) Паяные

3) Шлицевые                                                     3) Заклёпочные

4) Клиновые                                                      4) Клеевые

5) Клеммовые                                                    5) С натягом

6) Штифтовые

7) Фрикционные

Стандартизация шпоночных и шлицевых соединений

Шпоночные соединения:

Вал:

· Зубчатое колесо

· Шкив

· Муфта

· Рукоятка и т.п.

При невысоких требованиях. Служат для передачи крутящего момента, для продольного перемещения втулки на валу.

Виды шпонки соединений:

с призматическими, сегментами, клиновыми, тангенциальными шпонками.

Призматические шпонки

Размеры шпонок, сечения пазов, допуски и посадки регламентируются ГОСТ 23360-2013. Материал чисто тянутая сталь Часто применяется материал вала СТ 5.

Пример начала расчёта курсового проекта

Схема привода цепного конвейера

Данные:

 - окружная сила на барабане ленточного или на звездочке цепного конвейера;

 – скорость движения ленты или цепи;

- шаг цепи;

 – число зубьев.

1. Кинематический расчёт и выбор электродвигателя

Частота вращения:

По табл. 1.1, 1.2 (Дунаев), выбираем КПД и передаточные числа:

Принимаю:

КПД:  ;    

Требуемая мощность и частота:

По табл.24.9 выбираю электродвигатель 90 L 6/925,

2. Определение вращающих моментов на валах привода.

Частота вращения вала колеса тихоходной ступени:

Вращающий момент на приводном валу:

Момент на валу колеса тихоходной ступени редуктора:

Момент на валу шестерни быстроходной ступени:

Мощность на тихоходном валу 1ой ступени:

=1,5 кВт*0,98*0,99*0,98=1,42 кВт;

Мощность на тихоходном валу 2ой ступени:

=1,42 кВт*0,98*0,99*0,85=1,17 кВт;

№ вала	n,об/мин частота вращения	Р, мощность (кВт)	Т, крутящий момент (Нм)
1	1000	1,5	14,3
2	225	1,42	49
3	9	1,17	1192,5