Chương 3 TÍNH XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA LY HỢP
3.8. Độ cứng của một lò xo dây xoắn Clx [N/m]
3.8.2. Kích thước hình học của lị xo
Hình 2.3. Sơ đồ tính lị xo ép d : Đường kính dây lị xo.
D : Đường kính trung bình của lị xo.
Đường kính dây lị xo và đường kính trung bình được xác định từ các cơng thức tính ứng suất τ [N/m2], cịn số vịng làm việc nlx tính theo Clx từ bảng B1-2 theo [1].
a. Đường kính dây lị xo d[m] và đường kính trung bình D[m] được xác định từ công thức ứng suất τ [N/m2]:
Theo [1] ta có: τ = π .d3 Suy ra:
32
√ 8 . k
.(D ). Flx max
d ≥ π .[τ ] d . (2.21) Trong đó:
[τ] : Ứng suất tiếp cho phép của lị xo, [τ] = 650 ÷ 850 [MN/m2].
k : Hệ số tăng ứng suất tiếp do lò xo bị xoắn khi chịu tải, được chọn theo tỉ số D/d Ta chọn D/d = 6 và tra bảng ta được k = 1,25.
Các thơng số khác đã được chú thích ở trên.
Thay các thông số đã biết vào biểu thức (2.21) ta được:
d ≥ √
Ta chọn d = 4.10-3 [m] = 4 [mm].
Suy ra đường kính trung bình của lị xo là: D = 6.d = 6.0,004 = 0,024[m] = 24 [mm].
b. Số vòng làm việc của lò xo:
Số vòng làm việc của lò xo nlv được tính theo Clx[N/m] từ bảng B1-2 theo [1] được xác định như sau:
Suy ra: Trong đó:
nlx : Số vịng làm việc của lị xo.
G : Mơđun đàn hồi trượt của vật liệu làm lò xo, G = 0,81.1011 [N/m2]. D [m] : Đường kính trung bình của lị xo.
d [m] : Đường kính dây lị xo. Từ (2.22) thay số vào ta suy ra:
0
, 81.1011 .0 , 004 4
nlx = 8.0,0243 .30506
= 6,14 [vòng]. Chọn nlx = 6 [vòng].
c. Chiều dài của lò xo:
- Chiều dài tối thiểu của lò xo Lmin[mm] được xác định khi lò xo chịu tải lớn nhất Flxmax với khe hở tối thiểu giữa các vịng là 1[mm], theo [1] ta có:
Lmin = (nlx -1).(d+1) + (1,5÷2).d + 2. Trong đó:
nlx -1 : Là số bước của lị xo.
d [mm] : Đường kính dây lị xo xoắn.
(1,5÷2) : Số vịng khơng làm việc, được tính thêm cho việc tỳ lị xo vào đế. 2 : Khe hở giữa các vòng tỳ với vòng làm việc.
Thay các giá trị đã biết vào (2.23) ta được: Lmin = (6 -1).(4+1) + (1,5÷2).4 + 2
= ( 33÷35) [mm]. Chọn Lmin = 34 [mm].
- Chiều dài tự do của lị xo Lmax [mm] được xác định khi khơng chịu tải, theo [1] ta có: Lmax = Lmin + max.
Trong đó:
max : Độ biến dạng lớn nhất của lị xo khi chịu lực lớn nhất Flxmax.
max =
Thay các giá trị đã có vào (2.24) ta được: Lmax = 34 + 16 = 50 [mm].
- Chiều dài làm việc của lò xo Llv [mm] được xác định khi chịu lực ép Flx: Theo [1] ta có:
lv : Độ biến dạng của lị xo khi chịu lực ép Flx.
Thay giá trị tính được vào (2.25) ta được: Llv = 50 – 14 = 36 [mm].
34