1. Расчет силового элемента

Наибольшее распространение в аппаратостроении получили цилиндрические пружины. Витые из проволоки цилиндрические пружины, применяют медь (деформации) они могут развивать усилие от долей до 1000 Н. Задача состоит в том, чтобы необходимо определить геометрические размеры которые влияют на конструкцию и компоновку.

В качестве материала выбираем проволоку стальную углеродистую пружинную для которой характерны 3 степени прочности: высокопрочные (В), нормальной прочности (Н), повышенной прочности (П).

Высокопрочная Ϭ_дкр=580 Н/мм²;

При расчетах необходимо знать модуль упругости (G)

G=80∙10³ Н/мм².

1. Определяем жесткость пружины (х), Н/мм

(1.1)

x =1Н/мм

2. Определяем диаметр провода (d) необходимой для изготовления пружины, мм. Определяется по формуле:

(1.2.)

где, с=D₀/d=8..16 конструктивный показатель пружины

d=1,691 мм

по ГОСТ 9389-75 примем d=1,70±0,02 мм

3. Определяем средний диаметр витка пружины D₀, мм

D₀= с∙d (1.3.)

D₀= 20,4 мм

4. Определяем число витков пружины

(1.4.)

Расчетная деформация f₃=F₃/x

f₃=54

W=9,83=10 витков

5. Шаг навивки пружины, мм

(1.5.)

t=7,1

6. Свободная длинна пружины l₀, мм

l₀=l_оси=wt+1,5d (1.6.)

где, 1,5d необходима для поджатия двух крайних витков и их подшлифовки, т.о. чтобы плоскость витка и ось пружины образовали угол =90⁰

l₀=l_оси=73,55 мм

Этим обеспечивается установка пружины в механизм перпендикулярно оси упора в фиксаторе.

7. Длина пружины в сжатом состоянии виток к витку

l_сж= wd+1,5d (1.7.)

l_сж=19,55

8. Определяется длина пружины l1 и l2, мм

l₁=l₀-f₁=43,55

l₂=l₀-f₂=28,55

f₁=30

f₂=45

9. Проверка по допускаемым напряжениям. Должно выполняться условие

Ϭ_кр ≤ [ Ϭ_дкр] (1.9.1.)

Определяется по формуле:

(1.9.2.)

Где, F₂ – реальное усилие в положении 2

Ϭ_кр=476,06

10. При расчетах были учтены округленно значения d, w, этим самым была нанесена погрешность в расчет силовой характеристики пружины, поэтому, чтобы скомпенсировать это хотя и незначительно, уточним значения D₀ из формулы 1.4

D₀=20,3