100 Questions on Design of Machine
Elements by Ildar Karimov
5. ПРУЖИНЫ
Пружины – это
элементы
машин,
которые имеют
значительную
деформацию
при нагружении.
Консольная
балка (B) - одна
из самых
простых пружин,
используемых
в элементах
машин. Плотно навитые из круглой проволоки винтовые пружины растяжения (F) и сжатия (G) являются обычными элементами машин. Неметаллические «пружины», изготовленные из резиновых блоков, используют для защиты элементов машин от вибрации. |
Проволочная винтовая пружина описывается диаметром проволоки d, средним диаметром витка пружины D, общим количеством витков nt и индексом пружины C. Индекс пружины C равен отношению среднего диаметра витка к диаметру проволоки. Низкий индекс соответствует более высокой кривизне намотки проволоки, большей неоднородности распределения напряжений и самому высокому остаточному напряжению. Индекс пружины обычно имеет пределы между 5 и 10 для плотно навитых винтовых пружин из круглой проволоки. Пружины сжатия с C > 10 могут легко терять первоначальную форму. Они неустойчивы без специальной поддержки.
Простые
концы (обрубка
провода) используются
только при больших
индексах и большой
длине пружины.
|
Соотношение
между нагрузкой
и осадкой пружины
линейно до полного
сжатия. Если нагрузка
превышает силу
полного сжатия,
то пружина работает
как упругая
структура
(тело). |
|
Максимально
допустимая
сила
увеличивается
с
увеличением
диаметра
проволоки. |
С увеличением
диаметра проволоки,
роль поверхности
с холодным твердением
уменьшается.
Также уменьшается
предел прочности.
|