Файл: Радчик А.С. Пружины и рессоры.pdf

ме по вычисленному коэффициенту а и заданному m находят значения х и ß (например, для а = 1,03 и m == 2, как показано на рис. 17 пунктирной линией, л; = 0,13 и ß — 3,3). Толщина тарелки ô = у - "J/^^pr2 - Высота внут­ реннего усеченного конуса / 3 = хЬ. Угол конусности находят из соотношения tg Ѳ = • n l s n . Число тарелок п =

=Л .

Правила выполнения рабочих чертежей тарельчатых пру­ жин регламентированы ГОСТ 2.401—68.

Блочные пружины

Блочными называют пружины, изготовленные из моно­ литного куска материала с относительно малым модулем упругости (чаще всего — из резины).

Некоторые конструкции таких пружин, работающих на сжатие, показаны на рис. 18. Высокая поглощающая спо­ собность, простота формы, малые габариты и низкая стои­ мость обусловили их широкое применение в приборах и ма­ шинах в качестве амортизаторов.

Блочные пружины снабжаются металлическими опор­ ными элементами, которые соединяются с резиной путем вулканизации или приклеивания.

В простейшем случае блочная пружина имеет форму ци­ линдра (рис. 18, а). Центральное отверстие (рис. 18, б)

57

улучшает теплоотвод при динамическом нагр ужении и повы­ шает податливость. Сборная пружина (рис. 18, в) состоит из ряда одинаковых элементов, числом которых можно ре­ гулировать ее жесткость. Кроме того, такое расчленение

пружин на несколько последовательно работающих элемен­ тов повышает продольную устойчивость.

Блочные пружины в форме усеченного конуса или пира­ миды (рис. 18, г) имеют нелинейную характеристику.

В качестве материала для блочных пружин рекомендуют­ ся резиновые смеси, марки и некоторые механические харак­ теристики которых представлены в табл. 10.

При расчете резиновых блоков следует иметь в виду, что жесткое крепление к ним металлических опорных дета­ лей стесняет деформацию торцевых поверхностей под на­ грузкой («краевой эффект»), что приводит к нелинейности характеристики и некоторому ужесточению пружины.

Однако с достаточной для практики точностью и в преде­ лах допустимых деформаций характеристики блочных пру­ жин можно считать линейными.

Допускаемые относительные деформации пружин с жест­ ким закреплением торцов; [el = 0,15 -г- 0,2 — при стати-

58

где Ф — так называемый фактор формы, равный отношению площадей опорной и боковых (внутренних и внешних) по­ верхностей пружины. Дл я цилиндра Ф = -пг-Значения

модуля сдвига в зависимости от твердости приведены в табл. 11.

59

Таблица 11

Механические свойства резины в зависимости от ее твердости

Д л я резиновых изделий с незакрепленными и хорошо смазанными торцами, имеющими возможность расширяться под действием сжимающего усилия, фактор формы не влия­ ет на модуль упругости: Е0 = 6G. Значения допускаемых напряжений для этого случая приведены в табл. 11.

Г л а в а III

ПРУЖИНЫ КРУЧЕНИЯ

Цилиндрические винтовые пружины

Цилиндрические винтовые пружины могут применяться в качестве упругих звеньев, нагруженных торцевыми мо­ ментами. Пружины этого типа целесообразно применять в тех случаях, когда соединяемые упругим звеном детали соосны и должны проворачиваться одна относительно другой.

60

Под характеристикой пружины кручения понимают за­ висимость величины моментов М, приложенных к ее торцам, от угловой деформации ср (либо числа оборотов яр). С доста­ точной для практических расчетов точностью характеристи­ ку пружины кручения можно представить прямой линией

Рис. 19. Характеристика цилиндрической винтовой пружины кручения.

(рис. 19), причем индексы 1, 2 и 3 при М и ф (либо яр) соот­ ветствуют, как и для пружин растяжения — сжатия, раз­ личным степеням деформации: предварительной, рабочей и максимальной. Полная потенциальная энергия, накоплен­ ная пружиной в процессе деформации,

U = -|-Л1ф = яМф .

Если угол наклона витков а, то при закручивании пру­

61

При а < 10 -f- 12° (как это имеет место в подавляющем большинстве случаев) величиной крутящего момента мож­ но пренебречь, а в качестве изгибающего принять величину приложенного момента М.

Таблица 12

Формулы для расчета винтовых цилиндрических пружин кручения

сжатия, возникают в точках, расположенных на ближай­ шем к ее оси волокне.

Уподобив виток пружины плоскому кривому брусу,

62