Декабрь 2020
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  

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.

Комментарии запрещены.