CCF20091014016 (2)

Ćwiczenie 11

BADANIE ODKSZTAŁCEŃ SPRĘŻYNY ŚRUBOWEJ

11.1. WPROWADZENIE

W konstrukcjach mechanicznych często zachodzi konieczność sprężystego łączenia elementów, zapewniającego dużą swobodę ich wzajemnych przesunięć łagodzenia wstrząsów, akumulowania energii lub jej rozpraszania, przekazywania sił proporcjonalnych do ugięć itp. Zadania te spełniają sprężyny (łącznik: sprężyste), które — wykonane z materiału o niewielkiej odkształcalności -charakteryzuje bardzo duża podatność dzięki specjalnemu ich ukształtowaniu.

W związku z przeznaczeniem rozróżniamy sprężyny dociskowe (w zaworach bezpieczeństwa), napędowe (wszelkie mechanizmy zegarowe), zderzakowe (resory wagonowe, zderzaki) itp. Ze względu na kształt, sprężyny mogą być: płytkowe, spiralne, krążkowe, śrubowe itp.

Ze względu na powszechne zastosowanie sprężyn, a zwłaszcza śrubowych, zajmujemy się wyznaczaniem ich odkształceń, zawężając nasze rozumowanie do przypadku sprężyny śrubowej walcowej, wykonanej z drutu o przekroju kołowym. Przy obliczaniu wydłużenia lub skrócenia takiej sprężyny robim> następujące założenia upraszczające (rys. 11.1):

—    rozpatrujemy sprężynę śrubową o małym skoku h(tx < 10°), a w konsekwencji tego można przyjąć, że siły wewnętrzne w przekroju poprzecznym drutu sprężyny sprowadzają się do siły tnącej T= P i momentu skręcającegoM_s = PR

—    przy obliczaniu odkształcenia pomijamy wpływ siły tnącej T= P.

Przy tych założeniach weźmy pod uwagę wycięty ze sprężyny mały element je

drutu o długości ds (rys. 11.2) i poddajmy go działaniu momentu skręcającegoM_r Moment ten spowoduje skręcenie rozpatrywanego elementu o kąt

dcp

M_s ds

~g77

PR ds GI₀

(11.1*

160