Answer
Классическая линейная жесткость пружины ($k$) многооборотной межгребневой муфты волнистая пружина определяется модифицированным уравнением Тимошенко волнистая пружина:
$$k = \frac{E \cdot b \cdot t^3 \cdot N_w^4}{P_m^3 \cdot N} \times K_g$$
Где:
- $E$ — модуль упругости Юнга ($N/мм^2$)
- $b$ — радиальная толщина стенки ($мм$)
- $t$ — толщина материала ($мм$)
- $N_w$ — количество активных волн за ход
- $P_m$ — средний диаметр пружины ($мм$), рассчитываемый как $(D_{out} + D_{in}) / 2$
- $N$ — количество активных ходов
- $K_g$ — поправочный коэффициент, основанный на расширении диаметра при прогибе.
Ограничения линейного уравнения:
1. Трение и гистерезис: Контакт между гребнями волн во время осевого отклонения создает трение, что приводит к гистерезису и увеличению эффективной жесткости пружины во время нагрузки по сравнению с разгрузкой.
2. Пределы отклонения: Формула является строго линейной только примерно до 80% общего доступного отклонения. При превышении 80% волны начинают достигать дна или образовывать линейный контакт, экспоненциально увеличивая жесткость пружины.
3. Шим заканчивается: Если концы прокладок (плоские концы) предназначены для равномерного распределения нагрузки, их вклад необходимо учитывать, поскольку они увеличивают жесткость конструкции и уменьшают общее количество эффективных активных поворотов.
