ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2012
141
Начальный уровень напряжений в витках пружины рассчитываем
исходя из упругого состояния сжатия пружины (рис. 2). Пружина
нагружена по торцам сжимающей силой
P
.
Существует однозначная
связь между геометрическими параметрами пружины (углом наклона
витков
α
,
диаметром пружины
D
)
и сжимающей силой [1]:
0
0
0
4
cos
sin cos
sin cos
p
GJ
P
D
D
D
α
α
α
α
α
⎛
⎞
=
−
−
⎜
⎟
⎝
⎠
2
2
0
0
4
sin
cos
cos
,
y
EJ
D D D
α
α
α
⎛
⎞
−
−
⎜
⎟
⎝
⎠
(2)
где индекс 0 соответствует недеформированному состоянию пружины.
Внутренние силовые факторы в пружине определяем методом се-
чений, они связаны с сжимающей силой
P
и крутящим моментом
m
:
sin
cos ;
2
cos
sin ;
2
cos ;
sin ,
z
y
y
z
PD
M m
PD
M m
Q P
N P
α
α
α
α
α
α
=
+
=
−
=
=
(3)
где
z
M
—
крутящий момент;
y
M
—
изгибающий момент;
y
Q
—
по-
перечная сила;
z
N
—
нормальная сила. Здесь также учтен крутящий
момент
m
на торцах пружины, возникающий при запрете их поворота
(
см. рис. 2).
Рис. 2. Схемы закрепления и нагружения пружины