УДК 669.14-272.272:006.354 Группа Г11 -
ГОСУДАР С Т В р Н Ы И СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
П
ГОСТ
13765—86
РУЖИНЫ ВИНТОВЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ СЖАТИЯ и РАСТЯЖЕНИЯ ИЗ СТАЛИ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ.Обозначение параметров, методика определения размеров
Cylindrical helical compression (tension) springs
made of round steel.
Design' Hon of parameters, methods
for d._ ermination of dimensions
Срок действия с 01.07,88 до 01.07.98
Обозначения параметров пружин, расчетные формулы и значения должны соответствовать указанным в табл. 1 и 2 и на черт. 1—7, основные параметры витков пружин — указанным в ГОСТ 13765-86 — ГОСТ 13776-86.
Таблица 1
|
Г1 |
Принимаются в зависимости от нагрузки пружины |
F2 |
||
3. Рабочий ход пружины, мм |
h V іпах |
|
4. Наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или разгрузке, м/с |
||
5. Выносливость пружины — число циклов до разрушения |
NF. |
|
6. Наружный диаметр пружины, мм |
'Di |
Предварительно принимаются с учетом конструкции узла. Уточняются по таблицам (ГОСТ 13766-86—ГОСТ 13'776-86 |
Наименование параметра
Обозначения
Расчетные формулы и значения
Издание официальное
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССРНаименование параметра |
Обозначения |
Расчетные формулы и значения |
7. Относительный инерционный зазор пружины сжатия. Для пружин растяжения служит ограничением максимальной деформации • |
6 |
Г, 6 = 1-/- ... (1) г3 Для пружин сжатия I и II классов 6 = 0,05 до О,25_ Для пружин растяжения 6 = 0,05 до 0,10 Для одножильных пружин III класса - 6=0,10 до 0,40 Для трехжильных III класса 6 = 0,15 до 0,40 |
8. Сила пружины при максимальной деформации, Н |
Рз |
Рз - i — g (2) Уточняется по таблицам ГОСТ 13776-в& |
9. Сила предварительного напряжения (при навивке из холоднотянутой и термообработанной проволоки), Н |
Fa |
(0,1—0,25)f3 |
10. Диаметр проволоки, мм |
d |
Выбирается по таблицам |
11. Диаметр трехжильного троса, мм |
dt Cl |
|
12. Жесткость одного витка пружины, Н/мм, |
||
13. Максимальная деформация одного витка пружины мм |
«3 (при До = О s3' (при F0>0) |
Выбирается по таблицам 4=4 (3) |
14. Максимальное касательное напряжение пружины, МПа |
Тз |
Назначается по табл. 2 ГОСТ 13764—86 При проверке 8F.D (4) Для трехжильных пружин >82 ^2 (4а) |
Продолжение табл. 1
Наименование параметра |
Обозначения |
Расчетные формулы н значения |
15. Критическая скорость пружины сжатия, м/с |
Ок |
) Uk“ V^GplO-3 Для трехжильных пружин Тз(1 рз) v*~ /Гдао-3 (5а) |
16. Модуль сдвига, МПа |
G |
Для пружинной стали G = 7,85-104 |
17. Динамическая (гравитационная) плотность материала, Нс2/м< |
Р |
V р= Т где g — ускорение свободного падения, м/с2 •у — удельный вес, Н/м3 Для пружинной стали р = 8-103 |
18. Жесткость пружины, Н/мм |
С |
F%—F і F 2 с— Л - s2 ~ F3 Gdl “ s3 “ 8£>3n Для пружин с предварительным напряжением Рз~~Р<> , с= —~— (6а) ь3 Для трехжильных пружин с= = = _ Sj $2 Ss SGd1 = 8£)3Пk (66) |
19. Число рабочих витков пружины |
п |
«= (7) |
20. Полное число витков пружины |
Пі |
п^п-^п-г (8; где n2— число опорных витков |
21. Средний диаметр пружины |
D |
D = Di— d—D2+d (9) Для трехжильных пружин D = Dl~dt=D2+ dl (9а> |
Наименование параметра |
Обозначение |
Расчетные формулы и значения |
22. Индекс пружины |
і |
‘= 4 Для трехжильных пружин D 1= (10а) Рекомендуется назначать от 4 до 12 |
23. Коэффициент расплющивания троса в трехжильной пружине учитывающий увеличение сечения витка вдоль оси пружины после навивки |
А |
Для трехжильного троса с углом свивки 3 = 24° определяется по табл. 2 |
24. Предварительная деформация пружины, мм |
Si |
+= ± (П) |
25. Рабочая деформация пружины, мм |
s2 |
F2 s2=V (12) |
26. Максимальная деформация, пружины, мм |
s3 |
«з='дг (13) |
27. Длина пружины при максимальной деформации, мм |
G |
h = («1 + 1— n3)d (14) где — число обработанных витков Для трехжильных пружин /3= )^1Д (14а) Для пружин растяжения с зацепами (146) |
28. Длина пружины в свободном состоянии, мм |
/0 |
^o = 4+s3 (15) |
29. Длина пружины растяжения без зацепов в свободном состоянии, мм |
[о |
;o=(«i+l)d (15а) |
30. Длина пружины при предварительной деформации, мм |
Ц |
/,=Z0—s, (16) Для пружин растяжения Л = ^o+si (16а) |
31і. Длина пружины при рабочей деформации, мм |
4 |
7>=Z0-—s2 (17) Для пружин растяжения ^2=+o+s2 (17а) |
Продолжение табл. 1
Наименование параметра |
Обозначение |
Расчетные формулы и значения |
32. Шаг пружины в свободном состоянии, мм |
t |
^=s3 (18) Для трехжильных пружин t=s3 +<ііД (18а) Для пружин растяжения t=d - (186) |
33. Напряжение в пружине при предварительной деформации, МПа |
Т) |
+= &- Ъ (19) г 3 |
34. Напряжение в пружине при рабочей деформации, МПа |
т2 |
т2= -т3 (20) |
35. Коэффициент учитывающий кривизну витка пружины |
k |
- ЙД + <-> Для трехжильных пружин 1+0,333sin22₽ , k- cosp <21а> 0,445 • і где р—arctg |
36. Длина развернутой пружины (без пружин, растяжения — без зацепов), мм |
1 |
Z^3,2£>ni (22) |
37. Масса пружины (для пружин растяжения — без зацепов), кг |
m |
19,25-10-6£>d2n1 (23) |
38. Объем, занимаемый пружиной (без учета зацепов пружины), мм3 |
V |
0,785-0 (24) |
39. Зазор между концом опорного витка и соседним рабочим витком пружины сжатия, мм |
X |
Устанавливаются в зависимости от формы опорного витка (черт. 3—7) |
40. Внутренний диаметр пружины, мм |
Di |
2d (25) |
41. Временное сопротивление проволоки при растяжении, МПа |
R m |
Устанавливается при испытаниях проволоки или по ГОСТ 9389—75 и ГОСТ 1071—81 |
Наименование параметра |
Обозначение |
Расчетные формулы и значения |
42. Максимальная энергия, накапливаемая пружиной или работа деформации, мДж |
и' |
Для пружин сжатия и растяжения без предварительного напряжения и =-^Y~ (26) для пружин растяжения с предварительным напряжением — (F3+F0)s3 U = 3'207 3 (26а) |
Таблица 2
Значения коэффициента расплющивания трехжильного троса
Индекс пружины |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
5,5 |
6,0 |
7,0 и более |
Коэффициент расплющивания для трехжильного троса с углом свивки 24° Д |
1,029 |
1 ,021 |
1,015 |
1 ,010 |
1 ,005 |
1,000 |
Пружина сжатия
Пружина растяжения
I
Черт. 2
Крайний виток пружины сжатия,
полностью поджатый, нешлифованный
Черт. 3
Крайний виток пружины
сжатия, поджатый на 3/4
и зашлифованный на 3/4
дуги окружности
Крайний виток пружины сжатия, полностью поджатый, зашлифованный на 3/4Дуги окружностиЧерт. 5
Черт. 4
Крайний виток пружины сжатия, поджатый на '/г и зашлифованный на '/2дуги окружности '
Крайний виток трехжильной
пружины сжати
яЛ - 0,5 (t-d)
Черт. 6
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Для пружин I и II классов, а также в тех случаях, когда поджатию подвергают более чем по одному витку с одного или обоих концов пружины, форма опорных витков должна соответствовать указанной на черт. 3 и 4.
Для пружин III класса форма опорных витков должна соответствовать указанной на черт. 5—7.
Примечание. При выборе формы витков по черт. 5 и 6 следует учитывать преимущества меньшей массы и длины пружины в предельно сжатом состоянии,, а также повышенной прочности опорных витков при динамических режимах нагружения.
Методика определения размеров пружин
Исходными величинами для определения размеров пружин являются силы Fi и Г2, рабочий ход h, наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или при разгрузке Цщах, выносливость N г и наружный диаметр пружины Di (предварительный).
Если задана только одна сила Е2, то вместо рабочего хода h для подсчета берут величину рабочей деформации s2, соответствующую заданной силе.
По величине заданной выносливости N f предварительно определяют принадлежность пружины к соответствующему классу по ГОСТ 13764—86.
По заданной силе С2 и крайним значениям инерционного зазора д вычисляют по формуле (2) значение силы F$.
По значению Ез, пользуясь табл. 2 ГОСТ 13764—86, предварительно определяют разряд пружины.
По ГОСТ 13766-86—ГОСТ 13776-86 находят строку, в которой наружный диаметр витка пружины наиболее близок к предварительно заданному значению Д. В этой же строке находят соответствующие значения силы Гз и диаметра проволоки d.
Для пружин из закаливаемых марок сталей максимальное касательное напряжение т3 находят по табл. 2 ГОСТ 13764—86, для пружин из холоднотянутой и термообработанной т3 вычисляют с учетом значений временного сопротивления Rm. Для холоднотянутой проволоки Rm определяют по ГОСТ 9389—75, для термообработанной — по ГОСТ 1071—81.
По полученным значениям Fz и т3, а также по заданному значению F2 по формулам 5 и 5а вычисляют критическую скорость ,vk и отношение VтахД k, подтверждающее или отрицающее принадлежность пружины к предварительно установленному классу.
При несоблюдении условий Vтах Д 1 пружины I и II классов относят к последующему классу или повторяют расчеты, изменив исходные условия. Если невозможно изменение исходных условий, работоспособность обеспечивается комплектом запасных пружин.