ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.08.2024
Просмотров: 102
Скачиваний: 4
ным упором 2, создавая тем самым предварительное натя жение пружины.
І
Ж |
т |
Рис. 29. Прямая пластинчатая пружина с предва рительной нагрузкой.
Максимальное напряжение в опасном сечении пружины
(28)
где М„ — изгибающий момент; W — экваториальный момент сопротивле ния поперечного сечения пружины; [ст]„ — допускаемое напряжение.
Формулы для максимальных на пряжений в опасных сечениях пру жин и перемещений точки прило жения усилия приведены в табл. 13. Большие пружины с целью умень шения их веса и габаритов целе сообразно выполнять в виде балок равного сопротивления. Из них наиболее технологична консольно защемленная балка постоянной вы соты h, имеющая в плане вид тре угольника.
Рис. 30. Координаты цен тра вращения свободного конца прямых пластинча тых пружин изгиба:
а — н а г р у ж е н и е |
моментом; |
б — нагружени е СИЛОЙ.
Если в качестве упругого элемента используется пакет из п одинаковых пружин, его расчет производят, исходя из
6* |
83 |
размеров одной пружины, уменьшая |
полученные значения |
а ш а х и F в п раз. |
|
В тех случаях, когда пластинчатая |
пружина предназна |
чена для работы в качестве упругой опоры или упругого шарнира, важно определить центр вращения ее свободного
конца. Д л я наиболее типичных схем нагружения |
координа |
|
ты центра вращения, выраженные в долях длины |
пружины, |
|
приведены на |
рис. 30. |
|
Примеры |
конструктивных решений крепления |
плоских |
пружин, а также ориентировочные размеры закрепляемых концов представлены на рис. 31.
Выбор варианта расположения отверстий для винтов (рис. 31, а, б) и конструкции крепления (рис. 31, в, г, д, е) диктуются конструктивными, а в ряде случаев и специаль ными соображениями, например необходимостью электро изоляции.
П л а с т и н ч а т ые изогнутые |
пружины |
В тех случаях, когда длина прямой пластинчатой пру |
|
жины слишком велика и ее не удается |
разместить в узле, |
целесообразно применять изогнутые пружины, которые при меньших габаритах могут обеспечить большую податли вость. Пример использования изогнутой Ѵ-образной пружи ны для обеспечения двух устойчивых положений контакт ного устройства представлен на рис. 28, а. Другой областью применения изогнутых пружин являются различного рода силоизмерители, в которых они используются в качестве упругих элементов.
Если величина деформации пластинчатой изогнуто^ пру жины соизмерима с ее толщиной, то расчет пружины произ
водят по широко известной линейной теории изгиба |
кривых |
||
стержней. |
|
|
|
Д л я изогнутых |
пружин |
справедливо уравнение проч |
|
ности (28), причем |
опасным |
следует считать то |
сечение, |
85
Таблица 14
Формулы для расчета изогнутых пластинчатых пружин с постоянным поперечным сечением
Форма пружины |
Максимальное |
на- |
Вертикальное перемещение |
Горизонтальное переме |
|
пряжение o m |
a s |
? ѵ |
щение F H |
||
|
|
т |
Рг3 |
|
|
|
Рг |
El |
|
|
||
да 0,785 • |
Рг3 |
Рг3 |
|||
W |
|||||
|
|
|
El |
El |
|
Рг |
Зя |
Рг3 |
= 4,71 |
Рг3 |
Рг3- |
|
W |
2 |
ЕІ |
El |
|||
El |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
f_n |
2_ |
Pr> |
_2 |
|
\_\J^3 |
л |
' W |
("4 |
n |
El |
n |
2 j El |
|
да |
0,318 |
Рг |
= 0,149 |
Pr3 |
|
= 0,137 |
Pr3 |
W |
El |
|
|
||||
2P
РУ + r) El — + r W
•П p и ,м e л a H и е. Д л я прямоугольного поперечного сечения экваториальный момент |
инерции |
/ = |
окваториалыіый момент сопротивления W=—г—, где Ь н h — соответственно ширина и |
толщина |
прѵжины. |
6 |
|
|
в котором действует максимальный изгибающий момент УИИ (здесь и далее предполагается, что поперечное сечение пру жины, а следовательно, и экваториальный момент сопро тивления W, постоянны по ее длине).
Места расположения опасных сечений А — А, величины максимальных напряжений o-m a x , а' также значения верти кальных Fv и горизонтальных FH составляющих перемеще ния под действием приложенной нагрузки Р для наиболее
распространенных типов изогнутых пружин |
представлены |
|
в табл. 14. |
|
|
При проектировании прямых и изогнутых |
пластинчатых |
|
пружин рекомендуется соблюдать соотношение 2 -< |
< 1 0 . |
|
В тех случаях, когда пружина работает в области боль ших деформаций (соизмеримых с ее длиной), расчет следует производить с использованием теории изгиба гибких стерж ней, разработанной Е. П. Поповым [1] .
П р и м е р р а с ч е т а . Исходные данные: определить основные размеры упругого элемента Ѵ-образного силоизмерителя, если при при ложении максимального измеряемого усилия Р = 100 кГ сближение его концов должно составлять 1 мм.
Решение. |
В |
качестве |
материала |
выбираем |
сталь марки |
50ХФА, |
|
|
|
|
|
кГ |
|
|
|
имеющую предел |
прочности ав = 130 3^2". предел |
текучести |
ат = |
||||
= 110 кГІмм2 |
и модуль |
нормальной |
упругости |
£ = |
2 , 1 • 10* |
кГ/млР |
|
(см. табл. 3). |
|
|
|
|
|
|
|
Учитывая циклический характер нагружения, а также то обстоя тельство, что упругий элемент силоизмерителя даже при 1,5-кратной
перегрузке |
не должен |
испытывать |
напряжений, близких |
к пределу |
|||
текучести, |
принимаем [а) и |
= |
40 |
кГ/мм2. |
|
||
|
|
I |
|
|
г |
|
|
Введя |
обозначения |
— = |
А и |
|
— р, из условия прочности (28) и |
||
табл.. 14 найдем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
» |
- |
№ ? |
+ 1 |
) Р » |
(29) |
24РрЗ I к3 |
, л |
ту |
ЕЪ |
|
Решая |
совместно эти уравнения |
относительно h и задаваясь вели |
|||||||||
чинами X = |
2 |
и ß = |
2,5, |
получим |
|
|
|
|
|
||
|
h |
^ 3EFV |
|
|
|
|
|
} . + 1 |
_ |
||
|
|
Р2 |
[о]а |
4 P + 6лХ2 |
+ |
24Я + Зл |
|
||||
3 • 2,1 • 10» • 1 |
|
. |
2 + 1 |
|
|
= 4,6 мм; |
|||||
2,53 |
-40 |
4 • 23 |
+ бхс • 22 |
+ |
24 • 2 + Зл |
||||||
|
|||||||||||
|
|
6 Я ( Х + |
1)р |
|
6 • 100(2+ 1)2,5 |
= 24,5 мм; |
|||||
|
|
h [ог]и |
|
|
4,6 • 40 |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
г = ftp = |
4,6 • 2,5= |
11,5 мм; |
|
|
|||||
1 = г% = 11,5 • 2 = 23 лш.
Все основные размеры, необходимые для конструирования упругого элемента, найдены. Отношение-тр = ^-g- да 5,3 укладывается в рекомен
дуемые пределы.
Для возможности сочленения упругого элемента с силопередающнми звеньями, например с помощью сферического подпятника, длину его прямолинейных участков необходимо увеличить на 12—15 мм. При этом размер I = 23 мм необходимо рассматривать как расстояние от центра полукольца до центра этого подпятника.
Г л а в а V
РЕ С С О Р Ы
Ос н о в н ы е понятия и классификация
Листовые рессоры применяются, главным образом, в ка честве упругих элементов амортизационных устройств эки пажей (автомобилей, железнодорожного подвижного соста ва и др.), а также в конструкциях некоторых типов куз нечного оборудования и лотковых питателей.
Рессоры допускают большую величину упругой дефоріации (до 300 мм). Наряду с вертикальными, они способны
