Эскизная проработка контактного узла в масштабе

Эскизная проработка выполняется после окончательного выбора размеров контактов, расчёта объёмного износа контактов, когда можно определить провал контактов, по известным силам конечного и начального нажатия. На этом этапе фактически формируется конструкция контактного узла, в частности производится выбор конструкции контакта держателя.

Рисунок 1.25 – Контакты:  – вектор силы контактного нажатия,  – вектор силы контактной пружины, – длина плеча, на которое будет действовать вектор силы F_пр,  – длина плеча, на которое будет действовать вектор силы .

Величины ,  устанавливаются в результате проработки контактного узла в масштабе.

Исходными данными для расчёта параметров пружины служат , (для мостиковых контактов в подобных ситуациях эти силы удваиваются), , длины плеч , .

Построения нагрузочной характеристики пружины

Для этого выполняется привидение сил контактного нажатия и провала контакта  в точке О₂, где действует проектируемая пружина. Про пересчёт действующих сил вводится кинематическая схема.

Рисунок 1.26 – Кинематическая схема сил

, Н

, Н

Для пересчёта перемещений вводится следующая кинематическая схема:

Рисунок 1.27 – Кинематическая схема перемещений

, , ,

так как угол  один и тот же, то 

Для построения нагрузочной характеристики вводим систему координат

Рисунок 1.28 – Зависимость противодействующих сил от перемещения

Полученная нагрузочная характеристика является исходной для определения параметров пружины

Рисунок 1.29 – Пружина: d – диаметр проволоки, D_ср – средний диаметр пружины, W – число витков пружины, определяющее длину пружины в сжатом и свободном состоянии.

Выбор материала пружины

Производится выбор материала пружины с учётом рекомендаций и определяется G – модуль сдвига, модуль упругости при кручении (Н/мм², кгс/мм²)

Определяется – допустимое напряжение при кручении, (Н/мм², кгс/мм²)

Определение характеристических коэффициентов пружины

,  и

где – длина пружины в свободном состоянии

В обычном исполнении пружин значение коэффициентов С₁ и С₂ следующее:

,

Важно выдержать втрое условие для значения С₂ в пружинах, работающих на сжатие: когда , при работе пружины может получиться боковое выпучивание, при этом создаётся трение в витках, искажающее характеристику пружины. Последнее не касается пружин, работающих в специально предусмотренных для них каналов, отверстий.

При проектировании пружин рекомендуется выбирать следующие предпочтительные размеры и :

 – 5; 6; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 62 мм

 – 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,6; 2; 2,5; 3; 4,5; 6 мм