79 / 82
Аграрная наука Евро-Северо-Востока, №2 (57), 2017 г.
78
Рис. 2.
Схема виброударной пружины
на культиваторной лапе
У винтовых пружин напряжения круче-
ния в 2С раз больше напряжений среза [4].
При этом индекс пружины С определяется как
отношение среднего диаметра пружины к
диаметру проволоки [4].
Переходя к радиусам, получим выраже-
ние для индекса пружины:
r
R
С
.
Так как виброударная пружина на вит-
ках проволоки имеет полушаровые ударники
радиусом
r
, то вводим понятие приведенной
индекса пружины:
r
R
С
пр
2
.
(3)
Тогда в формуле для напряжения среза
влияние кривизны витков можно учитывать
приведенным коэффициентом, определяемым
по выражению:
3 4
2 4
пр
пр
пр
С
С
К
.
(4)
Учитывая полушаровую форму ударни-
ков радиусом
R
, на проволоке пружины при-
веденный радиус
R
пр
принимаем равным 4
R
.
При этих условиях полное касательное напря-
жение определится по формуле:
пр
уд
K
r
Rhв Р
3
2
,
(5)
где [
τ
] – допускаемые напряжения.
Тогда с учетом приведенного индекса
пружины
С
пр
из формулы (5) получим выра-
жение для определения необходимого радиуса
проволоки пружины в виде:
пр
пр
уд
КChв Р
r
15,1
.
(6)
При рассмотрении пружины на кручение
допускаемые касательные напряжения связа-
ны с допускаемыми напряжениями изгиба
следующим соотношением [5]:
и
8,0
.
При изготовлении виброударной пружи-
ны из стали 65Г максимальную допустимую
загрузку можно определить по выражению:
2
3
2
R K
r
Р
пр
.
(7)
По найденному радиусу проволоки по
уравнению (6) и приведенному индексу пру-
жины радиус виброударной пружины опреде-
ляется по выражению:
пр
пр
уд
К Chв P
R
3
3,2
.
(8)
Под действием силы происходит дефор-
мация и осадка виброударной пружины и при
действии скручивания витков используется
теория кручения прямого бруса. При скручи-
вании витков сечение а'b' поворачивается по
отношению к сечению аb, находящемуся от
него на расстоянии d
m
(рис. 2). Тогда угол по-
ворота
одного сечения относительно друго-
го определится по формуле:
p
уд
GI
Rdm hв P
d
,
(9)
где
GI
p
– жесткость пружины при кручении;
G
– модуль упругости второго ряда (модуль
сдвига);
I
p
– полярный момент инерции попе-
речного сечения витков проволоки виброудар-
ной пружины.
При круглом сечении витков пружины
радиусом
r
полярный момент инерции опреде-
ляется по формуле:
2
4
r
I
p
.
(10)
Нижняя часть виброударной пружины
при скручивании элемента витка на угол
dα
поворачивается по отношению к центру
О
се-
чения элемента витка также на угол
dα
. Ниж-
ний конец виброударной пружины под дейст-
вием приложенной силы
Р
сместится вдоль
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека