Расчет пакета цилиндрических пружин

По конструктивным соображениям наружный диаметр пружины D ≤ 22 мм.

Длина окружности опорной поверхности пружин по среднему диаметру сил трения

Наибольший диаметр стакана для пружины по чертежу назначаем конструктивно: d_ст = 36 мм, причем этот диаметр согласуется с диаметром резьбы, в данном случае с резьбой М36.

Таким образом, на муфте по диаметру равнодействующих сил трения можно поместить не более

пружин.

Принимаем i = 6 пружин. Тогда усилие Q, которое должно развиваться одной пружиной:

По ГОСТ 13771–68 [11, с. 133, табл. 15] принимаем пружину № 475, у которой диаметр проволоки d = 3, 5 мм, наружный диаметр пружины D = 20 мм, жесткость одного витка c₁ = 334, 1 Н/мм, наибольший прогиб одного витка f₃ = 1, 796 мм, сила пружины при максимальной деформации P₃ = 600 Н, деформация рабочая h = 0, 5D =
= 0, 5 · 20 = 10 мм. Принимая пружины 1-го или 2-го классов, определяем максимальное значение силы сжатия пружины:

где δ = 0, 02–0, 25 – относительный инерционный зазор пружин 1-го и 2-го классов. Принимаем силу предварительного сжатия пружины

Тогда жесткость пружины

Число рабочих витков пружины

принимаем n = 10.

Уточненная жесткость

Назначаем два нерабочих витка, тогда полное число витков

Средний диаметр пружины

Рабочая деформация под действием силы Q

Полная деформация (при посадке на виток)

Высота пружины при посадке витка на виток

Высота пружины в ненагруженном состоянии

Высота пружины в рабочем положении

Шаг пружины t = f₃ + d = 1, 796 + 3, 5 = 5, 296 мм.

По результатам расчета назначаем пружину, которая более всего подходит к данной конструкции. Наименьшие габариты дает конструкция с центральной тарельчатой пружиной, которую и следует предпочесть остальным.

На рис. 19.1 пунктиром обозначены размеры центральной нестандартной пружины; выше оси вращения вала показана конструкция с тарельчатой пружиной, ниже – конструкция с пакетом цилиндрических пружин. Оправка – стакан каждой пружины из пакета – крепится к выступам шайбы при помощи резьбы. Крепление нестандартной центральной пружины к валу производится аналогично креплению тарельчатых пружин, то есть при помощи шайб, из которых одна – стопорная, и круглой гайки по ГОСТ 11871–73.

ЛИТЕРАТУРА

1. Курсовое проектирование деталей машин / С.А. Чернавский [и др.]. – М.: Машиностроение, 1987. – 416 с.

2. Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. – М.: Высшая школа, 2001. – 416 с.

3. Шейнблит, А.Е. Курсовое проектирование деталей машин / А.Е. Шейнблит. – М.: Высшая школа, 1991. – 432 с.

4. Фролов, М.И. Техническая механика. Детали машин / М.И. Фролов. – М.: Высшая школа, 1990. – 352 с.

5. Эрдеди, А.А. Техническая механика. Детали машин / А.А. Эрдеди, Н.А. Эрдеди. – М.: Высшая школа, 1992. – 272 с.

6. Прикладная механика / под общ. ред. А.Т. Скойбеды. – М.: Высшая школа, 1997. – 552 с.

7. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет на прочность: ГОСТ 21354–87. – М.: Изд-во стандартов, 1987.

8. Детали машин в примерах и задачах / С.Н. Ничипорчик [и др.]; под общ. ред. С.Н. Ничипорчика. – Минск: Вышэйшая школа, 1981. – 432 с.

9. Курсовое проектирование деталей машин: справ. пособие: в 2 ч. / А.В. Кузьмин [и др.]. – Минск: Вышэйшая школа, 1982. – Ч. 1. – 208 с.

10. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. / В.И. Анурьев. – М.: Машиностроение, 2000. – Т. 2.

11. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. / В.И. Анурьев. – М.: Машиностроение, 2000. – Т. 3.

12. Проектирование механических передач / С.А. Чернавский [и др.]. – М.: Машиностроение, 1976.

13. Примеры подбора и проверки на прочность муфт соединительных и предохранительных и пружин к ним: методические указания / сост. В.М. Иванов. – Минск: БИМСХ, 1980.

14. Скойбеда, А.Т. Детали машин и основы конструирования / А.Т. Скойбеда, А.В. Кузьмин, Н.Н. Макайчик. – Минск, 2006.