Сентябрь 2019
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Июн    
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30  

ПРИМЕР РАСЧЕТА

Спроектировать заневоленную пружину для поглощающего аппарата автосцепки, исходя из следующих данных. Наружный диаметр пружины DH = 175 мм; полный упругий ход пружины хпп=0 мм, являющийся суммой рабочего хода хп = 7Ъ мм и на­чальной затяжки хоп = 25 мм; свободная длина пружины Нсв = ^=322 мм; материал пужины — сталь 55С2; величина разрушаю­щего относительного угла сдвига уразр =0,03.

Расчет ведем в указанном выше порядке, начиная с п. 2, так как D и и Нсв заданы.

2) Задаемся диаметром прутка d=36 мм, определяем сред­ний диаметр пружины по формуле (201):

D = DH-d= 175-36=139 мм.

Находим по формуле (202) рабочее число витков, назначая суммарный запас на величину зазоров между витками при пол­ном сжатии амортизатора 5=10 мм:

„ _Нсв~хпп 322- 100-10 t п

Пр— d 1 — 36 1 —4>У —

Вычисляем угол подъема витков по формуле (203):

. __ Нсв — d 322 *— 36 p. 1 rjQ г

T&апр — ~~^я£Г~ 4,9.-136 =0.133 или апр=7 35 ;

COS 0,991.

3) Угол сдвига на срединном волокне пружины определим по формуле (204)

Dxnncos2anp 3,6 • 10 • 0,9912

F — р ___________ —и П11Q

I nD2np ~~ т: • 13,92 • 4,9

4) Номинальное напряжение рассчитываем по формуле (205):

По диаграмме номинальных напряжений (см. фиг. 52) нахо­дим угол сдвига, соответствующий тк = 9520 кГ/см2, ун = 0,0169. В данном случае значение определено по диаграмме номи­нальных напряжений для прямого бруса (сплошная линия на фиг. 52). Там же для сравнения показана кривая хн (7) для пру­жины с индексом т — 3,26; сопоставление этих кривых дает пред­ставление о погрешности, вызванной игнорированием кривизны витков.

5) Определяем величину х согласно диаграмме (фиг. 52) (ъ = 0,00845):

TOC f o "1-9" o "1-9" .___ Ъ _ 0,00845 _______ п —

— 0,0169 —

Следовательно, диаметр прутка выбран удачно.

6) Проверяем расчет на величину максимальной угловой

О 139

Деформации. Для индекса пружины т — — = = 3,86

Имеем по уравнению (194):

Х —1 | 1>25 | 0,875 —. 494*

« 3,86 ^ 3,862 1,0^0,

Тл. *в = 0,0169 • 1,395 = 0,0246.

Следовательно, соблюдается условие (208):

0,0246 < 0,03.

Коэффициент запаса будет

К — ..

0,0246 ~

Следовательно, наибольшая относительная угловая деформа­ция в нашем случае меньше разрушающей.

7) Определим деформацию при заневоливании по форму­ле (209):

ЪБ*Пр 3,14 • 13,92 • 4,9

Хзан= а соь2 аПр Чи 3,6 • 0,9912 ‘ 0>0169 14,2 СМ.

Полная высота пружины до заневоливания составит по фор­муле (211):

Н0 = Нсв — хпп + хзан = 322 — 100 — Ь 142 = 364 мм.

Для сравнения подберем для тех же условий незаневоленную пружину. Для этого воспользуемся нормативным допускаемым напряжением [т] = 7500 кГ/см2 [4].

9 Зак. 2/544 129

Такое напряжение с некоторым завышением будет соответ­ствовать пружине со следующими данными:

D — ЗОмм; D=145 мм tga/2/7 = 0,01; апр = 5°46′; пр = 6.

Жесткость такой пружины будет

TOC f o "1-9" o "1-9" J/c_ Gd* _8-lQ5-34 _

— 8Z>3«p 8 • 14,53 • 6 I ’

А напряжение

Gdxn cos2a„p 8 • 105 • 3 • 10 • 0,9942 • 1,29 „ „

Tmax = ув = 3,14 • 14,52 • 6 = 0 КГ/СЛТ.

Как видим, жесткость заневоленной пружины (1275 кГ/см) больше, чем незаневоленной (443 кГ/см), в 2,9 раза. Отсюда очевидно преимущество заневоленных пружин.

Оставить комментарий