22. Упругие эл-ты, конструкции.

Упругие элементы- наз-ют детали, упругая деф-ая которых полезно исп-ся в работе разлю механизмов. По конфигурации упругие элементы (УЭ) подразделяются на 2 класса- стержневые пружины и оболочки. Стержневые- плоские пружины спиральные и винтовые. Исп-ие пружины связано с особыми механизмами. Оболочки- плоские и гофрированные мембраны, трубки(сильфоны), трубч.пружины.

Трубка Бурдона

По назначению:

1. измерительные пружины – применяемые к измерительным приборам, монометрах. Основное требование – стабильность деформации от приложенного усилия.

2. затяжные пружины, обеспечивающие затяжной контакт между деталями. Постоянство усилия.

3. заводные пружины – пружинные двигатели

4. пружины амортизатора

5. разделители сред, обеспечивающие возможность передачи усилия.

6. пружины кинематических устройств

Эксплуатационные свойства определяются в их упругой характеристике – зависимости деформации от нагрузки (силы момента). Зависимость может быть линейной и не линейной.

Упругость пружины, силовое противодействие – жесткость пружины. К=F/

Для измерения пружин используется понятие чувствительность S=1/K. Упругая характеристика пружин может искажаться от несовершенства упругих свойств, (упругий гистерезис), который выражается в несовпадении характеристик при нагрузке и разгрузке пружин.

Наиболее распространены плоские пружины в форме консоли балки: контактные группы, разъемы.

Используется в качестве упругих опор там, где плоская форма пружины должна иметь определенный коэф. запаса прочности, определяющий податливость. Выполняют в виде прямоугольных пластин.

23. Упругие эл-ты – расчет основных характеристик.

Прочность и жесткость пружин оценивается согласно формулам:

, где , E- модуль упругости.

Сначала с соответствием услов. работы выбир. ее размеры, затем скорректировав размеры, определяют проверочным расчетом прочность и жесткость. При предварительном проектировании считают допуском напряжение, жесткость пружины и Fmax. Подбор сочетания размеров, при которых наиб. напряж. не превосходит допук напряжения [G] жесткость пружины не отклоняется от заданной.

Спиральные пружины.

Технология изгот-ия закл-ся в навиавния в обойме или подвергают терм-ой обработке. Для расчета пружины исп-ся:

,

Винтовые пружины, растяжения, сжатия.

Варьируя значениями геометр. пар-ов можно получить пружины желаемой жесткости. Проектирование пружин- выбор материала, подбор размера пружины обеспеч. соотв. жесткость и прочность.

По модулю упругости E, в соотв-и с пределом пружины, выбир. коэф. запаса прочности,

24. Плоские пружины, спиральные пружины, винтовые пружины.

1). Плоские пружины являются распространёнными элементами различных устройств: контактные формы, разъёмы, контактные потенциометры. Их используют в качестве упругих опор, т.е. там, где плоская форма пружины вписывается в конструкцию прибора. Плоские пружины выполняют в виде прямоугольных пластин. Прочность и жесткость пружин оценивают согласно формул: , ,

, где B=E*J-изгибная жесткость, Wu – момент сопротивления изгибу, J=(b*(h^3))/12, E-модуль упругости. Сначала в соответствии с условием работы выбирают материал пружины и ее размеры, затем скорректировав размеры с учетом сортамента материала, определяют проверочным расчетом прочность и жесткость. При предварительном проектировании считают заданными допускаемое напряжение , жесткость пружины k=F/лямда, и Fmax. Выбрав материал пружины, назначаем допускаемое напряжение , - предел текучести. Подбор сочетания размеров l, b, h пружины, при которых наибольшее напряжение не превосходит допускаемого, а жесткость пружины не отклоняется от заданной.

2). Спиральные пружины:

Угол поворота Фи конца плоской консольной пружины длинной l, прямоугольного сечения шириной b и высотой h, нагруженной моментом M определяют:

.

Для получения больших угловых деформаций удобнее и компактнее спиральные формы. Складывают вместе несколько лент заготовок, навивают на обойме и обрабатывают термически. Получается пружина с шагом, равным а. Один конец прикрепляют к валу, а другой к корпусу механизма. Число витков i < 10…15. Для расчета пружины используют формулы:

-жесткость, -прочность.

3). Винтовые пружины:

Винтовые пружины представляют собой стержень в виде проволоки круглого сечения, навитой по винтовой линии на цилиндрической образующей. Кроме рабочих витков пружины сжатия

имеют еще нерабочие концевые витки. Они служат для передачи пружине осевой силы. Для передачи пружины силам растяжения служат зацепы в виде отогнутых концевых витков. Широкое распространение получили из-за того, что форма пружины удобно сочетается с формой стержней, валиков, гильз и других тел вращения. Варьируя значениями геометрических параметров можно получить пружины желаемой жесткости. Проектирование пружин – выбор материала, подбор размера пружины, обеспечивающий соответствующую жесткость и прочность. По модулю упругости E, в соответствии с пределами текучести и назначением пружины выбирают значение запаса прочности , где - коэф.запаса прочности. Для натяжных пружин -для неответственных случаев , -для ответственных случаев.