Wydział Budowy Maszyn

Studia dzienne inżynierskie

Semestr 3 Rok II

Praca kontrolna z PKM

Temat: Projekt sprężyny.

Nr tematu: 14.

Opracował: JANUSZ SCHAB

Cel zadania :

Zaprojektować sprężynę śrubową walcową ze stalowego drutu okrągłego. Obciążenie sprężyny ma charakter rzadko-zmienny. Wykonać rysunek wykonawczy sprężyny. Dane: P_n = 700 N, P₁ = 600 N, f₁ = 30 mm.

1. Obliczam ugięcie f_n przy obciążeniu P_n:

a) sztywność sprężyny c

b) ugięcie sprężyny pod naciskiem P_n

c) ugięcie robocze sprężyny

2. Do obliczeń wstępnych zakładam średnicę podziałową sprężyny D = 40 [mm]. Na podstawie monogramu PN-85/M-80701-I-1 przyjmuję:

dla P = 700 N oraz D = 40 mm, d = 5 mm, τ = 560 MPa.

Sprężynę należy wykonać z drutu o przekroju okrągłym, ze stali węglowej: DRUT SPRĘŻYNOWY BI 5,0 PN-71/M-60057 o minimalnej wytrzymałości na rozciąganie Rm_min = 1420 MPa. Aby spełnić wymagania bezpieczeństwa konstrukcji wg PN przyjmuję τ_dop = 0,5 Rm_min:

τ_dop = 710 MPa

τ_n ≤ τ_dop ; 560 MPa ≤ 710 MPa

Warunek bezpieczeństwa został spełniony.

3. Wyznaczam dokładną średnicę drutu sprężyny:

Przyjmuję średnicę znormalizowaną d = 5 mm

4. Obliczam liczbę czynnych zwoi:

Ze względu na właściwe wykonanie sprężyny przyjmuję za liczbę zwoi liczbę połówkową z_c = 4,5 zw.

W wyniku zmniejszenia liczby czynnych zwoi zmienia się wartość max obciążenia roboczego Pn :

5. Całkowita liczba zwoi wynosi:

6. Obliczam długości sprężyny w poszczególnych stanach obciążenia:

a) stan zblokowania

współczynnik x przyjmuje z tablic PN x = 0,19

obciążenie blokujące sprężynę:

b) Długość sprężyny przy obciążeniu P_n = 772,8 [N]:

c) Długość sprężyny nieobciążonej:

d) Długość sprężyny przy obciążeniu P₁ = 662,4 [N]:

7. W wyniku zmiany ilości czynnych zwoi, zmianie ulegnie również obciążenie P₁:

8. Sprawdzam czy naprężenia robocze i blokujące nie przekroczą dopuszczalnej wartości:

a) Naprężenia robocze:

b) Naprężenia blokujące:

9. Sprawdzam stateczność na wyboczenie.

Wskaźnik sprężystości:

Wskaźnik smukłości

Korzystając z PN i w.w wskaźników stwierdzam, że sprężyna zachowa stateczność tj. nie ulegnie wyboczeniu.

10. wyznaczam dane sprężyny.

a) Średnica wewnętrzna Dw = 40-5 = 35 [mm]

b) Średnica zewnętrzna Dz = 40+5 = 45 [mm]

c) Skok zwoju sprężyny:

d) Długość rozwiniętego drutu:

11. Wytyczne wykonania.

Sprężynę wykonać w stanie niepokrytym w klasie dokładności - zgrubnej.

Dopuszczalna odchyłka dla drutu rodzaju B odmiany I:

Dopuszczalna odchyłka długości sprężyny nieobciążonej:

Średnica trzpienia pomiarowego :

Kierunek zwojów prawy

Twardość HB 255

12. Rysunek wykonawczy sprężyny.

4

---