|  , 
|
Параллельное соединение
|
|
Лекция №21
Упругие элементы (продолжение)
Винтовые пружины
Винтовая цилиндрическая пружина – стержень (обычно в виде проволоки круглого сечения, навитой по винтовой линии на цилиндрической образующей.)
Параметры:
d – диаметр проволоки,
D ср – средний диаметр пружины,
D в – внутренний диаметр,
D н – наружный диаметр,
t – шаг навивки,
α - угол подъема витков.
h0 – начальная длина (высота) пружины
λ - рабочий ход
i – число витков
H max – высота пружины при max F сжат. (раст.)
C = D0/d – индекс пружины
Формулы для расчета геометрических параметров винтовой цилиндрической пружины
1. Расчет на прочность
Отсюда выражаем диаметр проволоки:
где: 
k τ– коэффициент безопасности, вычисляется по эмпирической формуле
Индекс пружины в приборостроении с = 4….20,
Индекс пружины в реальных расчетах с = 6….12.
2. Расчет на жесткость
Ход пружины:
Жесткость:
где ip – число рабочих витков.
Пружины растяжения с начальным натяжением
При навивке пружины растяжения в поперечном сечении витков можно создать остаточные натяжения, под действием которых витки прижмутся друг к другу с осевой силой (силой начального натяжения F 0). До достижения F 0 пружина не деформируется, что позволяет сэкономить место, занимаемое пружиной в приборе.
Устойчивость пружин сжатия
При проектировании пружин сжатия для обеспечения необходимой продольной устойчивости выбирают H/ D0 <3, при H/ D0 >3 необходимо использовать пружины в сочетании с внутренними или внешними направляющими.
Для уменьшения габаритов пружин в сжатом состоянии и увеличения устойчивости используют конические пружины. Высота конической пружины в сжатом состоянии равна диаметру проволоки. Особенностью конической пружины является сугубая нелинейность характеристики из-за разной величины диаметров витков.
21.5. Упругие несовершенства
К ним относятся: упругое последействие (при нагрузке и разгрузке деформация происходит не мгновенно, а с запаздыванием); релаксация (при отсутствии нагрузки продолжаются изменения внутреннего сопротивления материала); упругий гистерезис, %. (несовпадение характеристик при нагрузке и разгрузке).
Гистерезис сильнее проявляется в пружинах сложной конфигурации: Г ~0,1…1%
С увеличением нагрузки гистерезис проявляется более заметно (т.к. возрастают напряжения в материале).
При расчете простых пружин коэффициент запаса n=1.5…2.5, при расчете
сложных пружин коэффициент запаса n= 5…10.
Лекция №22
Плоские пружины
Наибольшее распространение имеют плоские пружины в форме консольной балки. Их применяют в контактных группах, скользящих токоподводах, контактах потенциометров, а также в виде упругих опор, в качестве элементов измерительного устройства, и в других случаях, когда плоская форма пружины хорошо вписывается в габарит механизма.
Чаще плоские пружины изготавливают из листового материала с b>>h. Пружина должна обладать достаточной прочностью и обеспечивать заданное перемещение свободного конца.
Форма сечения чаще всего прямоугольная или круглая.