Расчет витых цилиндрических пружин

 

Нажимные пружины, сжимающие диски между собой обеспечивают силу Р_н (см. формулу (37)) за счет предварительной деформации. При выключении сцепления из-за дополнительного сжатия пружин их реакция увеличивается еще примерно на 20%. На каждую пружину максимальное усилие не должно превышать 800 Н. Таким образом, максимальная расчетная сила, действующая на одну пружину, Н:

, (47)

где z – число пружин (от 6 до 30 кратно числу рычагов).

Далее принимается отношение диаметров пружины (см. Табл. 6):

, (48)

где D – диаметр витка пружины (Рис. 20), м; d – диаметр проволоки, м.

 

Рис. 20. Витая цилиндрическая пружина

Диаметр проволоки рассчитывается по формуле:

, (49)

где к – коэффициент, учитывающий влияние на прочность витка его кривизны (см. Табл. 6); [τ_кр] = 750 ·10⁶ Па – допускаемое напряжение кручения витка; π – коэффициент ≈ 3,14.

Таблица 6

Соотношение между модулем пружины и коэффициентом к

m
к	1,3	1,25	1,2	1,15	1,1

 

Полученное значение диаметра проволоки округляется до величины кратной 0,25·10^-3м.

По формуле (48) определяется диаметр витка D , м.

Затем вычисляется жесткость пружины с, Н/м:

Н/м, (50)

где ΔР – приращение реакции пружины при выключении (не должно превышать 20% от рабочего значения), ΔР = 0,2· , Н; Δf – дополнительная деформация пружины при выключении сцепления, м. У однодискового сцепления в выключенном положении можно принять зазоры по 1 мм с каждой стороны ведомого диска и 1 мм – осевая деформация самого ведомого диска. Тогда: Δf ≈ 3·10^-3м. У двухдискового сцепления зазоры с обеих сторон каждого ведомого диска можно принять по 0,5 мм и по 1 мм – осевая деформация ведомых дисков. Получим: Δf ≈ 4·10^-3м .

Количество рабочих витков пружины n_р:

, (51)

где G = 8·10¹⁰ Па – модуль упругости при кручении.

Полное число витков превышает рабочее на 1,5…2,0.