Проектирование винтовых цилиндрических пружин сжатия в AutoCad.
Проектирование пружины начнём с внимательного изучения ГОСТ 13165-67, а именно нас интересуют геометрические параметры пружины.
Рисунок 1 – Параметры пружины
Итак. Но=95 мм; t=6 мм; D=16 мм; d=1,6 мм; высота сектора конечной образующей шлифованного витка равна 0,3 мм. Особенно интересен пункт 4. Из этого пункта следует, что не менее окружностей конечных витков должны лежать в плоскостях перпендикулярных оси пружины. Следовательно, высота конечных витков должна быть минимальной, чтобы выполнялся п. 4 ГОСТ 13165-67. Наименьшая возможная высота витка будет равняться диаметру проволоки, т.е. 1,6 мм, но не будем бросаться в крайности, примем эту величину равной 2 мм.
Рисование – спираль. Задаём: радиус основания = 8; радиус верхнего основания = 8; высота витка = 2; витки = 1.
Рисунок 2 – Построение профиля конечных витков пружины.
Далее вбираем плоскость параллельную оси спирали и чертим окружность диаметром 1,6 мм. Перемещаем эту окружность, привязавшись к её квадранту, в конечную точку спирали, чтобы окружность оказалась внутри спирали (т.к. диаметр спирали мы задавали равным наружному диаметру пружины согласно ГОСТ).
Рисунок 3 – построение образующей на траектории конечных витков пружины.
Теперь выбираем:
моделирование – сдвиг . Сдвигаем окружность по траектории спирали.
Рисунок 4 – построение заготовки конечных витков пружины.
«Подшлифуем» торец для того чтобы высота сектора конечной образующей крайних витков была равна 0,3 мм. Т.е. обрежем заготовку плоскостью перпендикулярной оси спирали. оставив 0,3 мм от обрезаемого диаметра.
Редактировать – 3D операции – разрез. Так мы закончим с геометрией конечных витков пружины.
Рисунок 5 – «подшлифовка» торца заготовки.
Приступаем к моделированию «основного тела» пружины.
Производим расчёт высоты: расстояние от нижней точки заготовки конечных витков спирали до центра образующей окружности равно 1,5 мм (Рис.5), отсюда следует что искомая высота равна 95-1,5х2=92 мм.
Рисование – спираль. Задаём: радиус основания = 8; радиус верхнего основания = 8; высота витка = 6; высота спирали = 92. Затем повторяем переходы рис. 3 – 4, получаем «основное тело» пружины.
Рисунок 6 – «основное тело» пружины.
Собираем из уже готовых элементов пружину.
Перемещаем заготовку конечного витка на «основное тело». Получаем готовую сторону пружины.
Рисунок 7 – получение одной из сторон пружины.
Далее делаем зеркальное отражение конечного витка относительно плоскости перпендикулярной оси пружины. Полученный элемент поворачиваем по оси пружины до совпадения его конечной образующей окружности с аналогичной окружностью «основного тела» пружины. Редактировать – 3D операции – 3D поворот. Привязка – центр. Задаём: ось вращения – ось параллельная оси пружины; точка на луче – центр конечной образующей окружности; точка на втором луче угла - аналогичный центр на «основном теле» пружины. Совмещаем повёрнутый элемент с готовым подузлом (Рис.7).
«Сращиваем» пружину:
Редактировать – редактирование тела – объединение. Готово.
Рисунок 8 – конечный результат: пружина по ГОСТ 13165-67.
Примечания:
1. Данную задачу гораздо проще решить в программах с возможностью задания переменного шага спирали (SolidWorks, T-flex, Pro/ENGINEER.)
2. Полученную модель нельзя использовать для силового расчёта, т.к. в точках сращивания пружина имеет зазоры (трещины) из-за того что сдвиг осуществлялся по спиралям с различной геометрией (см. рис.7). Это можно исправить «вживив» в проблемные места связывающие миницилиндры. Но это уже совсем другая история…
Оглавление | На верх
