Формулы расчета пружин кручения

 

Основные понятия

Пружины кручения имеют, по крайней мере, полтора витка. Пружина кручения подвергается воздействию внешних сил, действующих в плоскостях, перпендикулярных оси навивки, создавая таким образом крутящий момент в направлении навивки или обратном ему. Крутящий момент испытывают рабочие и опорные рычаги. Диаметр активных витков изменяется во время работы пружины.

Размеры

d	диаметр проволоки [мм, д]
D	средний диаметр пружины [мм, д]
D1	наружный диаметр пружины [мм, д]
L0	обобщенная длина части пружины с витками в свободном состоянии [мм, д]
R1	плечо рабочего усилия от пружины [мм, д]
R2	плечо реакции опоры, вызываемой пружиной [мм, дюймы]
M1	крутящий момент от предварительно нагруженной пружины [Нм, фн фт]
M8	крутящий момент от полностью нагруженной пружины [Нм, фн фт]
W8	энергия деформации от полностью нагруженной пружины [Дж, фт фн]
j1	угловое отклонение рабочего рычага в состоянии предварительной нагрузки [°]
j8	угловое отклонение рабочего рычага в состоянии полной нагрузки [°]
jh	угол рабочего хода [°]
r0	угол между плечами в свободном состоянии [°]
F	обобщенное рабочее усилие от плеча R1 [Н, фунт]

Навивка

1. Вправо (стандарт)

2. Влево (должна отображаться соответствующая надпись)

Состояния

1. Свободное: пружина не нагружена (индекс 0)

2. Предварительная нагрузка: пружина с минимальной рабочей нагрузкой (индекс 1)

3. Полная нагрузка: пружина с максимальной рабочей нагрузкой (индекс 8)

4. Предел: пружина деформирована до предельной длины (индекс 9)

Примечание Связанные с пружинами переменные представлены здесь вместе со всеми обозначениями, идентификаторами и единицами, а также соответствующими формулами расчета и инструкциями.

Метрическое

Общие формулы расчета

Наружный диаметр пружины

D₁ = D + d [мм]

Где:

	D	средний диаметр пружины [мм]
	d	диаметр проволоки [мм]

Внутренний диаметр пружины

D₂ = D - d [мм]

Где:

	D	средний диаметр пружины [мм]
	d	диаметр проволоки [мм]

Крутящий момент для предварительно нагруженной пружины

Где:

	F1	рабочее усилие предварительно нагруженной пружины [Н]
	R1	плечо рабочего усилия [мм]

Крутящий момент для полностью нагруженной пружины

Где:

	F8	рабочее усилие (для полностью нагруженной пружины) [Н]
	R1	плечо рабочего усилия [мм]

Индекс пружины

c = D/d [-]

Где:

	D	средний диаметр пружины [мм]
	d	диаметр проволоки [мм]

Угол рабочего хода

j_h = j₈ - j₁ [°]

Где:

	j8	угловое отклонение рабочего рычага для полностью нагруженной пружины [°]
	j1	угловое отклонение рабочего рычага в состоянии предварительной нагрузки [°]