книги из ГПНТБ / Радчик А.С. Пружины и рессоры

А. С. РАДЧЙК, И. И. БУРТКОВСКИЙ

ПРУЖИНЫ И РЕССОРЫ

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ТЕХНІКА

Киев - 1973

Изложены методы расчета наиболее распространен­ ных в общем машиностроении типов пружин, вы­ полнены примерные расчеты п рабочие чертежи пружин некоторых конструкции, приведены необ­ ходимые справочные материалы и краткие сведения о технологии изготовления и упрочнения этих деталей. Брошюра предназначена для инженер­ но-технических работников машиностроительных предприятий и может быть полезна для студентов

Рецензент канд. техн. наук С. М. Ганжуров

Редакция литературы по машиностроению и транс­ порту Заведующий редакцией инж. М.. А. Василенко

( g ) ИЗДАТЕЛЬСТВО «ТЕХНІКА», 1973 г.

Предисловие

Пружины являются распространенными деталями общего назначения. От конструкции и качества изготовления пру­ жин зависит работоспособность и долговечность различных автоматов и автоматических устройств.

В силовом отношении пружины представляют собой дета­ ли высоко напряженные. Погрешности, допущенные при проектировании и изготовлении пружин, приводят к серьез­ ным поломкам дорогостоящих машин и агрегатов. Между тем пружина — одна из немногих деталей, хорошо поддаю­ щихся расчету, так как в силу сравнительной простоты конструкции аналитические зависимости с достаточной до­

стоверностью отображают реальные условия ее работы.

В большинстве случаев пружины используются в маши­ нах и приборах в качестве силовых элементов, обеспечиваю­ щих действие необходимых усилий на определенных уча­ стках пути (предохранители и др.), амортизаторов, предна­ значенных для восприятия энергии удара и последующего рассеивания ее в виде затухающих колебаний, аккумуляторов энергии как источников движения (пружинные двигатели), чувствительных элементов, изменяющих свои размеры про­ порционально приложенной нагрузке (силоизмерители).

Авторы предприняли попытку создать краткое практиче­ ское руководство по конструированию пружин и рессор наиболее распространенных типов. В ней нашли отображе­ ние современные тенденции в использовании неметалличе­ ских материалов, а также технологические способы повыше­ ния срока службы стальных пружин и рессор.

В основу написания брошюры положены результаты мно­ гочисленных работ, выполненных в различных институтах

3

пружины, работающие на изгиб (VI), применяются, в основ­ ном, в приборостроении для силового замыкания различных звеньев, замыкания и размыкания контактов электромагнит­ ных реле, мнкровыключателей и т. д.

Пружины, воспринимающие крутящие моменты, могут быть плоскими спиральными, винтовыми цилиндрическими

Рис. 1. Характеристики пружин.

(VII) и стержневыми (торсионы) ( V I I I ) . Пружины кручения воспринимают моментные нагрузки и выполняют в меха­ низмах и машинах те же функции, что и пружины растяже­ ния — сжатия.

Плоские спиральные пружины нашли широкое примене­ ние в качестве источников движения (аккумуляторов энер­

Зависимость между относительным перемещением точек приложения активной и реактивной нагрузок от величины самой нагрузки для пружин всех типов практически одно­ значна. Такая зависимость, выраженная в графической (рис. 1) либо аналитической форме, называется характери­ стикой пружины. При построении характеристики пружины по оси абсцисс откладывают перемещения (линейные F либо

8

угловые cp), а по оси ординат — нагрузки (усилия Р либо моменты М).

Характеристики большинства пружин, применяемых"в машиностроении, прямолинейны (І) либо являются моно­ тонными выпуклыми (2) или вогнутыми (3) кривыми. Харак­ теристики некоторых пружин могут быть ломаными (4). Немонотонные характеристики имеют так называемые «хло­ пающие» упругие элементы, например мембраны, которые вследствие специфичности работы и ограниченного приме­

2Ф = y" = tg ß = const.

Во многих случаях аппроксимируют криволинейную ха­ рактеристику 2 или 3 хордой 1 (рис. 1). Тогда величина tg у (tg ß) характеризует среднюю жесткость пружины в пре­ делах рабочего диапазона нагрузок.

Величина отклонения характеристики от прямой линии может быть оценена коэффициентом нелинейности

AF

г г

где AF — наибольшее отклонение действительного переме­ щения от его значения, взятого по аппроксимирующей хор­ де; F2 — перемещение при рабочей нагрузке Р2. Нелиней­ ность для моментной нагрузки определяется аналогично.

1