--- 1              --- 2

3. Создаем сборку. Помещаем в сборку детали «Основание» и «Шток». Создаем зависимость совмещения осей данных деталей (предварительно были созданы оси деталей) ⇒

--- 4.1

--- 4.2

5. В данном окне выбираем ось пружины – ось детали «Основание». Выбираем начальную плоскость – это плоскость, к которой будет прикреплена начальная плоскость пружины (шлифованный участок).
Выбираем диаметр проволоки d = 3 мм и наружный диаметр пружины D = 21 мм ⇒

--- 6

7. Нажимаем «ОК» в окне «Генератор компонентов пружины сжатия». Выполняется перерисовка сборки. Видим, что шлифованная плоскость конечного торцевого витка не совмещена с контактной поверхностью детали «Шток». Назначаем зависимость совмещения для этих поверхностей. После назначения зависимости деталь «Шток» будет перемещаться вместе с концевой поверхностью пружины ⇒

--- 8

9. Во вкладке «Модель» окна «Генератор компонентов пружины сжатия» можно выбрать один из вариантов установочной длины: «Мин. нагрузка», «Рабочая нагрузка», «Макс. нагрузка», «Прочие». После смены варианта установочной длины и закрытия окна кнопкой «ОК» выполняется перерисовка пружины с перемещением детали «Шток». Для получения (подбора) необходимого осевого размера пружинной сборки для её встраивания в габариты общей сборки удобно использовать вариант «Прочие».
Для выпуска чертежа пружины необходимо выбрать вариант «Мин. нагрузка». Однако при замене варианта установочной длины пружины будет происходить перестраивание пружины в общей сборке или же в чертеже детали, поэтому для выпуска чертежа пружины рекомендуется скопировать файл модели пружины и переименовать его.
Для примера, выберем вариант с «Мин. нагрузкой», а затем - с «Рабочей нагрузкой» ⇒

1. Создаем опорную деталь – «Основание».
⇐

2. Создаем перемещаемую деталь – «Шток».
⇐

3 ---

4. Нажимаем кнопку «Сжатия» (вкладка «Проектирование») для определения параметров пружины сжатия.
Появилось окно «Генератор компонентов пружины сжатия» содержащее вкладки «Модель» и «Расчет».
Начинаем подбор параметров пружины на основании имеющихся данных или предпочтительных значений параметров.
В окне «Модель» выбираем один из трех вариантов:
- вводятся значения параметров – длина пружины в свободном состоянии и шаг; результат – количество рабочих витков;
- вводятся значения параметров – длина пружины в свободном состоянии и количество рабочих витков; результат – количество рабочих витков;
- вводятся значения параметров – шаг и количество рабочих витков; результат – длина пружины в свободном состоянии.
Выбираем параметры конечных витков пружины: торцевых, поджатых, шлифованных.
⇐

5.1 ---

5.2 ---

5.3 ---

6. Выбираем вкладку «Расчет».
Вводим значения минимальной (F1), максимальной (F8) и рабочей (F) нагрузок.
В ОСТ 92-8559-74 данные нагрузки имеют соответственно следующие обозначения: F1, F3, F2; при расчете с применением систем номограмм: Fmin, Fпр, Fmax.
Также выбираем материал проволоки. К примеру, «закаленная проволочная углеродистая сталь».
Автоматически появляются характеристики для данного материала: предел прочности при растяжении – 1400 МПа, допустимое напряжение при кручении 840 МПа, модуль упругости 78500 МПа, плотность материала 7850 кг/м3, коэффициент использования материала 0,9.
Нажимаем кнопку «Рассчитать» в правом нижнем углу для расчета остальных параметров пружины.
⇐

7.1 ---

7.2 ---

7.3 ---

8. Открываем окно «Генератор компонентов пружины сжатия» для редактирования параметров пружины, выбрав пункт «Compress Spring» в дереве сборки (нажатием правой кнопки мыши) и пункт в появившемся меню – «Редактировать с помощью мастера проектирования».
⇐

9.1 ---

9.2 ---

9.3 ---

9.4 ---

--- 10

11. Проиллюстрируем влияние количества сжатий и упрочняющей обработки на усталостную прочность. Увеличим N до 1000. Напряжение уменьшилось с 634,965 до 591,608 МПа. Увеличим N > 1000 – напряжение при максимальной нагрузке ещё уменьшилось: 555,191 МПа. Но! Если отказаться от упрочняющей дробеструйной обработки, то напряжение при максимальной нагрузке уменьшится ещё больше – до 451,807 МПа ⇒

--- 12

13. После перерисовки видны несоответствия размеров пружины и деталей. Требуется внесение соответствующих корректировок ⇒

--- 14

15. Предположим, что необходимо увеличение нагрузок, действующих на пружину.
Открываем окно «Генератор компонентов пружины сжатия», вкладку «Расчет» и выбираем другой материал пружины с улучшенными характеристиками. К примеру, «упрочненная тянутая углеродистая сталь – 2-ый класс».
Для этого материала: предел прочности при растяжении – 1900 МПа, допустимое напряжение при кручении – 950 МПа, модуль упругости поверхности 80500 МПа, плотность 7850 кг/м³. В данном примере усилия (минимальное, рабочее и предельное) практически соответствуют получаемым по ОСТ 92-8559-74 при выборе второго класса пружины и соответствующих значений инерционного зазора (0,117 из диапазона 0,1…0,25) и коэффициента при расчете минимального усилия в формуле F₁ = (0,2…0,3) F₂ – 0,535.
Если использовать формулу для крайнего случая (витки сомкнуты при максимальной нагрузке) F₁ = F₃ / 2,3, то в Inventor F₁ = 400 H, по формуле F₁ = 368 H. При принятых усилиях полученные в Inventor длины отличаются от рассчитанных по ОСТ 92-8559-74 примерно на 3% ⇒

--- 16

10. Откроем окно «Генератор компонентов пружины сжатия», вкладку «Расчет», поставим галочку рядом с пунктом «Усталостная нагрузка», т.е. подключаем дополнительный расчет. В расчете появились красные строчки – негативные результаты в расчете.
В нашем случае: «Напряжение при максимальной нагрузке выходит за рамки допустимого диапазона».
Выбираем дальше: «Дробеструйная обработка» и минимальный «Срок службы в тысячах сжатий» N = 100.
Отрицательный результат на пропал.
⇐

11.1 ---

11.2 ---

11.3 ---

12. Если нам необходима высокая усталостная прочность при заданных значениях нагрузок, то требуется изменение размеров пружины Увеличим диаметр проволоки и диаметр пружины: d = 3,8 мм и D = 22 мм. Получены удовлетворительные результаты расчета.
⇐

13 ---

14. Настроим длину пружины и пружинной сборки для установки в общую сборку изделия. Для этого выберем в окне редактирования параметров пружины во вкладке "Модель" пункт "Установочная длина" и, далее, "Прочее". Подбираем требуемую длину пружины и всего пружинного узла.
⇐

15 ---

16. Подберем длину пружины для встраивания пружинной сборки в общую сборку и перерисуем сборку.
⇐