Купить ГОСТ 13765-86 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее
Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"
Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.
Распространяется на пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из стали круглого сечения и устанавливает обозначения параметров и методику определения размеров
Ограничение срока действия снято: Протокол № 7-95 МГС от 01.03.95 (ИУС 11-95)
Приложение Примеры определения размеров пружин
Дата введения | 01.07.1988 |
---|---|
Добавлен в базу | 01.09.2013 |
Актуализация | 01.01.2019 |
19.12.1986 | Утвержден | Госстандарт СССР | 4008 |
---|
Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:
УДК 669.14-272.272:006.354 Группа Г11
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ГОСТ 13765—86
ПРУЖИНЫ ВИНТОВЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ СЖАТИЯ И РАСТЯЖЕНИЯ ИЗ СТАЛИ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ.
Обозначение параметров, методика определения размеров
Cylindrical helical compression (tension) springs made of round steel.
Design' tion of parameters, methods for d*. ermination of dimensions
Срок действия с 01.07.88 до 01.07.98
1. Обозначения параметров пружин, расчетные формулы и значения должны соответствовать указанным в табл. 1 и 2 и на черт. 1—7, основные параметры витков пружин — указанным в ГОСТ 13766-86 — ГОСТ 13776-86.
Таблица 1
Наименование параметра |
Обозначения |
Расчетные формулы и значения |
1. Сила пружины при предварительной деформации, н |
■Fi |
Принимаются в зависимости от нагрузки пружины |
2. Сила пружины при рабочей деформации (соответствует наибольшему принудительному перемещению подвижного звена в механизме), Н |
F2 | |
3. Рабочий ход пружины, мм |
h | |
4. Наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или разгрузке, м/с |
V max | |
5. Выносливость пружины — число циклов до разрушения |
NP | |
6. Наружный диаметр пружины, мм |
Di |
Предварительно принимаются с учетом конструкции узла. Уточняются по таблицам ГОСТ 13766-86—ГОСТ 13776-86 |
Издание официальное
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР
С. 2 ГОСТ 13765-86
Продолжение табл. / | |||||||||||||||||||||||||
|
ГОСТ 13765-86 С. 11
у 2GplO~3
^шах _ 5,0
Vk ~ 4,5
630-0,25
о5,1
=4,5 м/с,
Полученная величина свидетельствует о наличии соударения витков в данной пружине и, следовательно, требуемая выносливость может быть не обеспечена. Легко убедиться что при меньших значениях силы F$ отношение ОтахЛ'/г будет еще больше отличаться от единицы и указывать на еще большую интенсивность соударения витков.
Используем пружины II класса. Заданному наружному диаметру и найденным выше силам F$ соответствует виток со следующими данными по ГОСТ 13770-86 (позиция 303):
F3=95,0 Н; d—1,4 мм; Dx—11,5 мм;
<^=36,58 Н/мм; S3=2,597 мм.
Учитывая норму напряжений для пружин II класса т3 = 0,5 Rm находим т3=0,5*2300= 1150 Н/мм2.
F 2 80
По формуле (2) вычисляем 0 — 1— у~ =1—д^- =0,16, и находим v ^ и
vmaxlvk с помощью которых определяем принадлежность пружин ко II классу,
1150*0,16 _ _ ,
- ^=о,57 м/с,
35,1
v max ^>0
vk
5,57
=0,8Э<1.
Полученная величина указывает на отсутствие соударения витков и, следовательно, выбранная пружина удовлетворяет заданным условиям, но так как пружины II класса относятся к разряду ограниченной выносливости, то следует учитывать комплектацию машины запасными пружинами с учетом опытных данных.
Определение остальных размеров производим по формулам табл, I.
По формуле (6) находим жесткость пружины:
F^F 1 с= -
80-20
——- =2 ,0 Н / м м .
Число рабочих витков пружины определяем по формуле (7):
__и _
36.58
с 2,0
Уточненная жесткость имеет значение: cv 36,58 п ~ 18,5
"-18,29^18,5'
г =^1,977«2,0 М/мм.
При полутора нерабочих витков полное число витков находим по формуле (8):
п1=ц+п2=18,5+1 ,5—20.
По формуле (9) определяем средний диаметр пружины:
£>=11 ,5—1,40=10,1 мм.
23
Деформации, длины и шаг пружины вычисляем по формулам, номера которых указаны в скобках: | ||||||||||||||||
|
На этом определение размеров пружины и габарита узла (размер h) заканчивается.
Следует отметить, что некоторое увеличение выносливости может быть достигнуто при использовании пружины с большей величиной силы F3, чем найденная в настоящем примере. С целью выяснения габаритов, занимаемых такой пружиной, проделаем добавочный анализ:
остановимся, например, на витке со следующими данными по ГОСТ 13770-86 (позиция 313).
F3=106 Н; d—1,4 мм; 10,5 мм =50,01 Н/мм; Sg=2 ,119 мм .
Находим т3=1150 Н/мм2 и производим расчет в той же последовательности:
80
—0,245 ;
6=1-
г з
106
1150.0,245 о гг , i'fc= -Tjfj- =8,05 м/с
^tiiax _ 8,0
Vk ~~ 6,05
-0,622.
Очевидно, что у этой пружины создается большой запас на несоударяемость витков.
Далее в рассмотренном ранее порядке находим:
п=
50,01
=25,01 »25,0.
Уточненная жесткость
50,01 25, и
и2,0 Н/мм
пх -25,0+1,5=26,5; Г>=10,5-1,4-9,1 мм;
20
si= ~2~~0'"" =10 мм;
80 * , s2= ~x~Q~ мм;
24
ГОСТ 13765-86 С. 13
$з'-= -2др -53 мм;
(26,5+1— 1 ,5)'1,4—36,4 мм;
10=~-36,4 +53-89,4 мм;
4-10=79,4 мм;
га=89,4—43=49 ,4 мм;
/=2,1+1,4=3,5 мм.
Таким образом, устанавливаем, что применение пружины с более высокой силой F3 хотя и привело к большему запасу на несоударяемость витков, но оно сопровождается увеличением габарита узла (размер Л) на 15*3 мм. Можно показать, что если был бы выбран виток с большим диаметром, например, D]=16 мм (ГОСТ 13770-86, номер позиции 314), то тогда потребовалось бы расширить узел по диаметру, но при этом соответственно уменьшился бы размер h.
Пример 2.
Пружина сжатия
Дано: Л—ЮО Н; /г2=250 Н; /г = 100 мм; £i= 154-25 мм; аП1ах=Ю м/с.
Независимо от заданной выносливости на основании формулы (5) можно убедиться, что при значениях б, меньших 0,25 (формула 1) все одножильные пружины, нагружаемые со скоростью vmax более 9,4 м/с, относятся к III классу.
По формуле (2) с учетом диапазона значений б для пружин III класса от 0,1 до 0,4 (формула 1) находим границы сил Ft:
F - F2 • Fi - _278 • 417 и
F*~ 1—0,1 “ 1-0,4 ~ 0,9 ~ 0,6 -278-417 Н.
Верхние значения силы F3, как видно из табл. 2 ГОСТ 13764-86 не могут быть получены из числа одножильных конструкций, поэтому, учитывая коэффициенты 6 — 0,154-0,40 (формула 1) для трехжильных пружин, устанавливаем новые пределы /3 по формуле (2):
^з=2У4--417 Н.
Для указанного интервала в ГОСТ 13774-86 имеются витки со следующими силами F3: 300; 315; 335; 375 и 400.
Исходя из заданных размеров диаметра и наименьших габаритов узла, предварительно останавливаемся на витке со следующими данными (номер позиции 252):
/*3=300 Н; d=1,4 мм; ^=3,10 ММ; £>х=17 мм;
са=50,93 H/mm; s3=5,9oO мм .
Согласно ГОСТ 13764-86 для пружин III класса т3 = 0,6 Rm. Используя ГОСТ 9389-75 определяем напряжение для найденного диаметра проволоки:
та=0,6-2300= 1380 МПа.
Принадлежность к классу проверяем путем определения величины отношения vmaxfvh, для чего предварительно находим б и критическую скорость по формулам (1), (2) и (5а):
Ь= 1
Г 3
1380-0,167
32,4
250
300
=0,167;
=7 м/с;
25
^шах
*>к
7,0
= 1,43>1.
Полученное неравенство свидетельствует о наличии соударения витков и о принадлежности пружины к III классу.
Определение остальных параметров производится по формулам табл. К По формуле 6 находим жесткость:
h
250—100
100
=1,5 Н/мм.
Число рабочих витков пружины вычисляют по формуле (7):
h.
с
50,9
1,5
—33,9^34,0.
Уточненная жесткость имеет значение:
с 50 9 с= =1 ,49«1,5 Н/мм.
Полное число витков находят по формуле (8):
п^п +1,5=34,0+1,5-35,5.
По формуле (7а) определяют средний диаметр пружины:
D=DX—d=17—3,10=13,90 мм.
Деформации, длины и шаг пружины находят по формулам в табл. 1 номера которых указаны в скобках:
F х ЮО
Si= — = 1 ' =66,7 ММ;
F2 250
— = у 5 =166,7 мм;
F, 300
s — ——— =200 мм;
J с 1,5
D _ 13,90 l’“ d ~ 3,10 ~4,5
/3=(л1+1^-0)^1Л=(35,5+1)-3,10-1 ,021-115 ,5 мм *o=*3+V=l15.5+200=:315»5 мм /i=/0_5i=315,5—66,7=248,8 мм /2=/0—s2=315,5—166,7=148,8 мм /^Sg+djA—5,9+3,10-1,021=9,19 мм.
(12)
(13)
(10а)
(14а)
(15)
(16)
(18)
Проанализируем пружины, соответствующие трем ближайшим значениям F3> взятым из ГОСТ 13774-86, на пружины III класса, разряда 1, для рассмотренного случая.
Вычисления, проделанные в аналогичном порядке, показывают, что для трех соседних сил F3 образуется шесть размеров пружин, удовлетворяющих требованиям по величине наружного диаметра.
Сведения о таких пружинах помещены в таблице.
Из данных таблицы следует, что с возрастанием F3 уменьшается отношение *>тах/^л и» в частности, может быть устранено соударение витков, но вместе с этим возрастают габариты по размерам U.
26
ГОСТ 13765-86 С. 15
С возрастанием диаметров пружин габариты по размерам 1и уменьшаются, однако существенно возрастают объемы пространств, занимаемые пружинами. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Следует отметить, что если бы для рассматриваемого примера, в соответствии с требованиями распространенных классификаций, была бы выбрана пружина I класса, то при одинаковом диаметре гнезда (£>L«18 мм) даже самая экономная из них потребовала бы длину гнезда /] = 546^мм, т. е. в 2,2 раза больше, чем рассмотренная выше. При этом она была бы в 1*1,5 раза тяжелее и, вследствие малой критической скорости (у * = 0,7 м/с), практически неработоспособной при заданной скорости нагружения Ю м/с.
Пример 3.
Пружина растяжения
Дано: Fi=250 Н; F2=800 Н; Л=1(К>мм; D^2S~32 мм; jVF = МО5
На основании ГОСТ 13764-86 по величине NF устанавливаем, что пружина относится ко II классу. По формуле (2) находим силы F3, соответствующие предельной информации:
F2 1—0,05
= 842-т-889 Н.
В интервале сил 842-г-889 Н в ГОСТ 43770-86 для пружин II класса, разряда 1 (номер позиции 494) имеется виток со следующими параметрами:
F3=850 Н; Z^4=30 мм; 4,5 мм Cj=242,2 Н/мм; 53= 3,510 мм .
По заданным параметрам с помощью формулы (4) определяем жесткость пружины:
8Э0—250 100
= 5,5 Н/мм.
Число рабочих витков находим по формуле (7):
£i
с
242 ,2 5,5
«44.
Деформации и длины пружины вычисляют по формулам, номера которых указаны в скобках:
27
| |||||||||||||||
i‘o=in i+i)d; |
(13)
(15а)
/1=/ofs1=202,5+45,5=243,0 мм; (16а)
/2=/о-И2=202 ,5+145,5=348,0 мм; (17а)
/a=/0+s3=202,5 + 154,5=357,0 мм. (14ff)
Размер 12 с учетом конструкций зацепов определяет длину гнезда для размещения пружины растяжения в узле.
Размер /3 с учетом конструкций зацепов ограничивает деформацию пружины растяжения при заневоливании.
Жесткость
Трехжильные пружины (угол свивки 24°)
Fx_____ 30000d>k
” ~ %
Н/мм,
S2 D3n 1+0,333s in22p | |||||||||
|
Полученные значения жесткости должны совпадать с вычисленными величинами по формуле (6).
Полученные значения с напряжений должны совпадать с указанными в ГОСТ 13764-86 для соответствующих разрядов с отклонениями не более ±10 %,
(Измененная редакция, Изм. № 1).
28
ГОСТ 1З765—86 С. 17
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТЧИКИ
Ь. А. Станкевич (руководитель темы); О. Н. Магницкий, д-р техн. наук; А. А. Косилов; Б. Н. Крюков; Е. А. Караштин,
канд. техн. наук
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19.12.86 № 4008
3. Срок проверки — 1997 г., периодичность проверки — 10 лет.
4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 5616—86
5. ВЗАМЕН ГОСТ 13765-68
6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ | ||||||||||||||||||||||||||||||||
|
7. Переиздание (май 1991 г.) с Изменением № 1, утвержденным в ноябре 1988г. (ИУС 2—89).
29
ГОСТ 13765-86 С. 3 Продолжение табл. I | ||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||
15 |
С. 4 ГОСТ 13765-86
Продолжение табл. 7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
16 |
ГОСТ 13765—86 С. 5
Продолжение табл. 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
17 |
Продолжение табл. 1 | |||||||||
| |||||||||
Таблица 2 |
Значения коэффициента расплющивания трехжильного троса | ||||||||||||||
| ||||||||||||||
Пружина сжатия |
Черт, 1 |
ГОСТ 13765-86 С. 7
Пружина растяжения |
Крайний виток пружины сжатия, полностью поджатый, нешлифованный
Черт. 3 |
19
С. 8 ГОСТ 13765-86
Крайний виток пружины сжатия, полностью поджатый, зашлифованный на 3/4 дуги окружности
Крайний виток пружины
сжатия, поджатый на 3/4 и зашлифованный на % дуги окружности
Черт. 4 |
Крайний виток пружины сжатия, поджатый на 7г и зашлифованный на V2 дуги окружности
Крайний виток трехжильной пружины сжатия
Черт. 7
(Измененная редакция, Изм. № 1).
20
ГОСТ 13765-86 С. 9
2. Для пружин I к II классов, а также в тех случаях, когда под-Жатию подвергают более чем по одному витку с одного или обоих концов пружины, форма опорных витков должна соответствовать указанной на черт. 3 и 4.
Для пружин III класса форма опорных витков должна соответствовать указанной на черт. 5—7.
Примечание. При выборе формы витков по черт. 5 и 6 следует учитывать преимущества меньшей массы и длины пружины в предельно сжатом состояние, а также повышенной прочности опорных витков при динамических режимах нагружения.
3. Методика определения размеров пружин
3.1. Исходными величинами для определения размеров пружин являются силы Fi и F2, рабочий ход Л, наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или при разгрузке утах, выносливость Nr и наружный диаметр пружины Di (предварительный).
Если задана только одна сила F2j то вместо рабочего хода h для подсчета берут величину рабочей деформации s2, соответствующую заданной силе.
3.2. По величине заданной выносливости Л' F предварительно определяют принадлежность пружины к соответствующему классу по ГОСТ 13764-86.
3.3. По заданной силе F2 и крайним значениям инерционного зазора б вычисляют по формуле (2) значение силы F$.
3.4. По значению F$, пользуясь табл. 2 ГОСТ 13764-86, предварительно определяют разряд пружины.
3.5. По ГОСТ 13766-86—ГОСТ 13776-86 находят строку, в которой наружный диаметр витка пружины наиболее близок к предварительно заданному значению £>ь В этой же строке находят соответствующие значения силы F^ и диаметра проволоки rf.
3.6. Для пружин из закаливаемых марок сталей максимальное касательное напряжение тз находят по табл. 2 ГОСТ 13764-86, для пружин из холоднотянутой и термообработанной тз вычисляют с учетом значений временного сопротивления Rm . Для холоднотянутой проволоки Rm определяют по ГОСТ 9389-75, для термообработанной — по ГОСТ 1071-81.
3.7. По полученным значениям F$ и тз, а также по заданному значению F2 по формулам 5 и 5а вычисляют критическую скорость vk и отношение vmaxjvk, подтверждающее или отрицающее принадлежность пружины к предварительно установленному классу.
При несоблюдении условий vmax/v fid пружины I и II классов относят к последующему классу пли повторяют расчеты, изменив исходные условия. Если невозможно изменение исходных условий, работоспособность обеспечивается комплектом запасных пружин
21
3,8. По окончательно установленному классу и разряду в соответствующей таблице на параметры витков пружин, помимо ранее найденных величин Г3, D\ и d, находят величины сх и S3, после чего остальные размеры пружины и габариты узла вычисляют по соответствующим формулам 6—25.
Дополнительные пояснения и примеры определения размеров пружин приведены в приложениях 1—3 к ГОСТ 13764-86 и в приложении к ГОСТ 13765-86.
Примечание. При проверочных расчетах установленные табл. 2 в ГОСТ 13764-86 нормативы допускаемых максимальных напряжений пружин т3 должны совпадать с расчетными в пределах ±10 %.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное
ПРИМЕРЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ ПРУЖИН
Пример 1.
Пружина сжатия
Дано: Л = 20Н; Г2=80Н; h=30 мм; £\ = 10—12 мм; ^шах=5 м/с; МО7
Пользуясь ГОСТ 13764-86, убеждаемся, что при заданной выносливости пружину следует отнести к 1 классу.
По формуле (2), пользуясь интервалом значений б от 0,05 до 0,25 (формула 1), находим граничные значения силы Fs, а именно:
Fs== 1—0,05 ^ 1—0.У5 ==81"^107 н-
В интервале от 84 до 107 Н в ГОСТ 13766-86 пружин I класса, разряда 1 имеются следующие силы F3: 85; 90; 95; 100 и 106 Н.
Исходя из заданных размеров диаметра и стремления обеспечить наибольшую критическую скорость, останавливаемся на витке со следующими данными (номер позиции 355):
7^3=106 Н; d=l,80 мм; Dj= 12 мм;
С!=97,05 H/mm; s3=l,092 мм.
Учитывая, что для пружин I класса норма напряжений т3=0„3 Rm (ГОСТ 13764-86), находим, что для найденного диаметра проволоки из углеродистой холоднотянутой стали расчетное напряжение т3^ 0,3*2100 = 630 Н/мм2.
Принадлежность к I классу проверяем путем определения отношения Vma*lvk> для чего предварительно определяем критическую скорость по формуле (5) при 6=0,26.
22