TÍNH TOÁN LÒ XO XOẮN HÌNH
TR
Ụ
Lò xo xoắn hình trụ quấn bằng dây hoặc thanh được sử dụng
khi cần có khoảng lún ( tương tự như độ võng, độ uốn ở lò xo tấm
phẳng ) lớn. Đối với loại lò xo này, tuỳ theo kích thước của chúng
mà lực gây ra từ vài gam đến hàng tấn. Vì vậy chúng được sử dụng
rộng rãi trong khí cụ điện.
1/- Đặc tính:
Sự phụ thuộc của lực vào khoảng lún của lò xo chịu nén được
biểu diễn ở hình 4-4b và lò xo chịu kéo ở hình 4-4c.
2/- Tính toán:
Trên cơ sở lý thuyết biến dạng của lò xo xoắn được quấn bằng
dây hoặc thanh tiết diện tròn, chịu tải kéo hoặc nén hướng trục, lò
xo được tính về xoắn của dây hoặc thanh. Vì khi lò xo bị nén hoặc
bị kéo dọc trục thì các tiết diện ngang của dây hoặc thanh quấn lò
xo ch
ịu xoắn. Khi đó sử dụng các công thức sau:


x
=
d
DF
3
.2
16

=
d
CF

3
4
d
Gf
=
.W
C
.8

3
d
Gf
=
D
.8
.
3


x
d
=
C
.8
.
2


x
d

hai đầu l
ò xo, số vòng toàn phần bằng W + 1,5.
G - modul chống truợt ( modul đàn hồi khi xoắn ) (
N/mm
2
).
3/-
Xác định các thông số của lò xo:
Các s
ố liệu ban đầu để tính toán lò xo thường là:
- L
ực cần thiết F do lò xo tạo ra.
- Khoảng lún ( với lò xo chịu nén ), khoảng kéo ( với lò xo
ch
ịu kéo ) f.
- Ngoài ra cần chọn vật liệu theo bảng 4-1 để xác định modul
chống trượt G và ứng suất xoắn cho phép.
Trước hết cần chọn chỉ số l
ò xo C, nó đặc trưng cho độ cong
của các lò xo, xác định ứng suất tập trung trong vật liệu lò xo.
Không nên ch
ọn C < 4, vì ứng suất tập trung lúc này quá giới hạn
cho phép. Khi đường kính dây quấn l
ò xo d nhỏ, lấy chỉ số C lớn
và ngược lại.
Đường kính d của dây hoặc thanh quấn v
à số vòng lò xo được
xác định theo:
d =
 

( 4-
32)
bước lò xo chịu kéo t
K
và chịu nén t
n
:
t
K
= d
t
n
= d +
W
f
( 4-
33)
Chi
ều dài tự do của lò xo chịu kéo ( không kể vòng móc ) l
K
và
lò xo ch
ịu nén l
n
l
K
= W. t
K
= W.d
l

d
G
( 4-
35)
Độ đàn hồi của lò xo f
"
là khoảng lún ( khoảng kéo ) của 1
vòng trên một đơn vị lực:
f
"
=
W
.
F
f
=
d
G
D
4
3
.
.8
=
d
G
C
.
.8
3

Gi
ải:
Chọn chỉ số lò xo C = 8.
Theo công th
ức ( 4-31) đường kính dây quấn lò xo bằng
d = 1,6.
 

x
CF.
= 1,6.
362
8.300
= 4,1  4 mm.
Đường kính trung bình của lò xo:
D = C.d = 8.4 32 mm
S
ố vòng xác định theo ( 4-32)
W =
F
D
f
d
G
3
4
.8

=
300.

D
4
3
.
W 8
=
4
.78500
25.300.
32
.8
4
3
= 98 mm
Ứng suất xoắn thực tế ứng với lực đã cho:


x
=
d
DF
3
.2
16

=
4
.
.2
32.300.16