Величина індексу податливості пружини с

d, мм	≤2,5	3...5	6...12
С	5...12	4...10	4...9

Д

Рис. 23.3. Робоча характеристика пружини розтягу (а) і стиску (б)

обуте за формулою (27.1) значення діаметра d округлюють до значення із стандартного ряду діаметрів дроту для виготовлення пружин.

Перевіряють фактичний індекс пружини С = D/d та значення коефіцієнта кривизни витків К.

Розраховують напругу крутіння у витках пружин τ при граничному навантаженні F_гр і перевіряють умову міцності за таким критерієм:

. (27.3)

Потрібна кількість робочих витків пружини і визначається за рівнянням:

(27.4)

де G - модуль пружності при зсуві матеріалу пружини, G = 8·10⁴ МПа.

Загальна кількість витків пружини

i₀ = i + 2.

Решту розмірів пружин обчислюють за такими формулами [14].

1. Для пружини розтягу:

Довжина робочої частини ненавантаженої пружини

Н_р = іd;

повна кількість витків

і₀ = і + (1...2);

довжина ненавантаженої пружини

Н₀ = і₀d + 2h_в,

де h_в – висота одного витка, h_в = (0,5...1)D;

довжина пружини при максимальному розрахунковому навантаженні F_maх:

Н = Н₀ + _maх = Н₀ + (F_maх – F₀)/k =

= Н₀ + 8С³і (F_maх – F₀)/(Gd);

довжина дроту для виготовлення пружини

L = Di / cos  + 2l_в;

де l_в – довжина дроту для виготовлення одного вушка.

2. Для пружини стиску:

загальна кількість витків

і₀ = і + (1,5...2),

де кількість крайніх щільно навитих витків становить 1,5...2;

мінімальний зазор між витками при максимальному розрахунковому навантажені F_maх :

Δ = (0,1...0,2)_maх / і;

крок витків ненавантаженої пружини

h = _maх / і + d + Δ ;

довжина пружини, стиснутої до дотику витків

Н_гр = (і₀ – 0,5)d;

довжина не навантаженої пружини

Н₀ = Н_гр + і (h - d);

довжина дроту для виготовлення пружини

L = Di₀ / cos .

Для гвинтових циліндричних пружин розтягу або стиску з дроту круглого перерізу існує також табличний метод визначення розмірів за відомими навантаженнями – ГОСТ 13765 – 86.

27.3. Розрахунок стержневих пружин

Стержневі пружини - торсіони навантажені обертаючим моментом, який спричиняє деформацію крутіння (рис. 27.4). При дії максимального обертаючого моменту Т_max умову міцності стержневої пружини записують так:

. (27.5)

П еретворюючи формулу (27.5), знаходимо розрахунковий діаметр стержня пружини

Рис. 27.4. Стержневі пружини - торсіони та схема їх навантаження

(27.6)

Кут закручення стержневої пружини

(27.7)

де l - довжина робочої частини стержня; G - модуль пружності матеріалу при зсуві; J_р - полярний момент інерції перерізу стержня, .