Дано: Силы F1, F2 и рабочий ход h.
1. Определение максимальной силы F3=(1,15-1,3)F2.
2. Выбор материала проволоки с максимальным касательным напряжением 
.
3. Задание индекса пружины i=D/d.
4. Вычисление коэффициента, учитывающего кривизну витков k=(4i-1)/(4i-4)+0,615/i.
5. Определение диаметра проволоки 
. По сортаменту берётся ближайшее значение d.
6. Определяется средний диаметр пружины D=di, шаг t и угол подъёма витков tgα=t/(πD).
7. Необходимое число витков для обеспечения рабочего перемещения пружины s2 n=Gd/(8ci3), где c=(F2-F1)/h-жёсткость пружины.
8. Длина рабочей части пружины Hp=nt, H0=Hp+1,5d.
Тарельчатые пружины предназначены для восприятия больших сжимающих сил при малых перемещениях. Они выполняются в виде тарелок без днищ из закалённой стали 60С2А и обычно располагаются в комплекте. Эти пружины работают на изгиб и рассчитываются по теории колец.
К пружинам кручения относятся плоские спиральные, витые пружины и торсионы. Витые цилиндрические пружины кручения навиваются из круглой проволоки с зазором между витками 0,2-0,5 мм во избежание трения. Пружина должна центрироваться. Т.к. её диаметр при нагружении уменьшается, то между витками и центрирующим элементом предусматривается зазор. Зацепы таких пружин выполняют в виде прямых участков. При действии крутящего момента виток работает на изгиб.
Плоские спиральные пружины изготавливаются из тонкой стальной ленты. Благодаря её высокой гибкости пружина аккумулирует значительное количество энергии, что позволяет осуществить угол поворота валика до нескольких десятков оборотов.
Торсион представляет собой полый цилиндрический стержень с фланцами на концах. Обычно заделку выполняют с помощью эвольвентных шлицов. Его угол закручивания зависит от длины торсиона. Для увеличения угла кручения и снижения массы их изготавливают из титановых сплавов.
|
|
Также применяются волнистые и прорезные пружины.
Кольцевые пружины состоят из набора колец с коническими контактными поверхностями, работающими на растяжение-сжатие при восприятии внешней осевой нагрузки.
Лекция 20
РЕДУКТОРЫ.
Редуктор – это промежуточный механизм между двигателем и исполнительным органом, предназначенный для понижения числа оборотов ведомого вала и увеличения крутящего момента. Мультипликатор, наоборот повышает частоту вращения и снижает момент на выходном валу.
В зависимости от типа передач редукторы делятся на цилиндрические, конические, червячные и комбинированные
Редукторы бывают одно- двух- и многоступенчатыми. Число ступеней определяется передаточным отношением. Известны развёрнутые и более компактные соосные конструкции.
Основные параметры редуктора: передаточное число, номинальный вращающий момент на выходном валу, КПД, габариты и масса. Технический уровень характеризуется коэффициентом массового совершенства γ=m/Tвых. В авиации
γ=0,006-0,009, что достигается применением рациональных конструкций, высокопрочных материалов и выполнением корпусов из лёгких сплавов Al,Mg.
При проектировании решаются следующие задачи:
1. выбор рациональной схемы механизма для обеспечения необходимой прочности и жёсткости;
2. выбор материалов с высокой удельной прочностью и анализ применения упрочняющей технологии;
3. снижение металлоёмкости за счёт компактности механизма и рациональной формы деталей;
|
|
4. обеспечение надёжного стопорения резьбовых единиц и фиксацию деталей от смещения;
5. снижение потерь на трение и повышение КПД;
6. выбор смазки и защита деталей от коррозии;
7. использование закрытых корпусов для предотвращения попадания внутрь влаги и пыли;
8. обеспечение работоспособности при механических воздействиях в климатическом диапазоне температур;
9. применение унификации, стандартных деталей и обеспечение полной взаимозаменяемости комплектующих;
10. отработка максимальной технологичности деталей и узлов при изготовлении и переборках;
11. обеспечение удобного обслуживания и ремонта.
Исходные данные указываются в ТЗ. К ним относятся кинематическая схема, циклограмма нагружения, Т,ω (или n)-вращающий момент и угловая скорость (число оборотов) на выходном валу. Для передачи винт-гайка задают силу F и скорость v перемещения винта на выходе.