碟簧的选用计算1
碟簧计算方法范文
碟簧计算方法范文碟簧是一种弹簧，具有较大的弹性变形和能量储存能力。
它被广泛应用于各种机械设备中，例如汽车悬挂系统、工业机器人、仪器仪表等。
在设计和计算碟簧时，需要考虑诸多因素，包括负荷、变形、应力等，下面将详细介绍碟簧的计算方法。
首先，碟簧的设计应从预设的工况出发。
确定工作载荷和工作变形，根据这些要求来选择合适的材料和尺寸。
碟簧的计算主要涉及以下几个方面：1.载荷的估算。
根据碟簧所受的载荷类型，可以分为压力载荷、弯曲载荷和复合载荷。
对于不同类型的载荷，采用不同的计算方法。
压力载荷可通过压力力学基本原理计算，弯曲载荷则需要应用弯曲理论进行计算。
2.变形的计算。
通过对碟簧材料特性的了解，可以计算出碟簧在不同载荷下的变形。
例如，对于压力载荷，可以使用弹性模量和碟簧的槽度参数来计算碟簧的变形。
3.应力的计算。
在碟簧的设计中，需要考虑其所受的应力情况，以确保碟簧在工作过程中不会发生损坏。
对于碟簧的应力计算，可以采用复杂弹性理论或远离理论进行计算。
4.材料选择。
选择合适的碟簧材料对于碟簧的设计至关重要。
常见的材料有弹性体、铁、钢等。
根据不同的工作条件，选择具有合适的弹性模量和抗拉强度的材料。
5.尺寸的确定。
在碟簧的设计中，还需要合理确定碟簧的尺寸，以满足设计要求。
通过计算碟簧的长度、厚度、半径等尺寸参数，确定最终的尺寸。
在进行碟簧计算时，还需要注意以下几个关键点：1.安全系数的选择。
为了确保碟簧在负荷下的可靠性，通常会应用安全系数来进行设计。
这个系数取决于碟簧的应用领域和要求。
2.温度的影响。
碟簧在工作过程中可能会受到温度的影响，特别是在高温环境下工作的碟簧。
因此，在计算碟簧时需要考虑温度对碟簧性能的影响，例如弹性模量的变化。
3.磨损和疲劳的考虑。
长时间的使用可能会导致碟簧的疲劳损伤，因此在计算中需要考虑疲劳寿命和磨损损伤，以确保碟簧的使用寿命。
总的来说，碟簧的计算方法涉及到载荷估算、变形计算、应力计算、材料选择、尺寸确定等多个方面。
弹簧设计计算
D（mm）
K1
Fc(N）
100
0.686
62724.63
100
0.686
15846.15
100
0.686
9093.29
分别为959219N和15846N）均大于工作载荷F（13186.81N），所 。
F/Fc 0.210 0.832 荷F下的变形量）
4*E 824000
1-μ² 0.91
碟簧片数 5
0.384
.2-2查得）
Fσ(许用载荷）/N 48000 13100 8610
f=0.75·h0 f（变形量）/mm
1.65 2.1 2.63
σⅡ或σⅢ/Mpa
1420 1050 1240
t代替
5/32
0.15625
H0/t 1.366666667
H0/t-1 0.366666667
C2验算
(H0/t-1)²
h0（碟簧压平时
H0
变形量）/mm （自由高度）/mm
A100
100
51
6
2.2
8.2
B100
100
51
3.5
2.8
6.3
C100
100
51
2.7
3.5
6.2
由C=D/d=100/51=1.96 从表7.2-5查得系数 K1=0.686
D（外径）/mm d（内径)/mm
C
100
51
1.96
⑴ 采用A系列外径D=100mm 碟形复合组合弹簧（A100-1GB/T1972-1992)
Fc(N）
h0/t
A100
2.2
6
13186.81
碟簧计算
计算阀座密封面积：
f ((mm))
阀座密封面外径： ϕSo ≔ 225 mm 阀座密封面内径： ϕSi ≔ 214 mm
球体直径：
ϕB ≔ 320 mm
asin ⎛⎜― ϕS― o ⎟⎞ ⎝ ϕB ⎠
则阀座密封面面积为：
As ≔
⌠ ⎮ ⎮⌡
2
π
⋅
⎛ ϕB ⎞2 ⎜⎝―2 ― ⎟⎠ ⋅
sin
((θ))
dθ
= 5214.916
mm 2
asin ⎛⎜― ϕS― i ⎞⎟ ⎝ ϕB ⎠
或者：
A's
≔
― π ⋅ 2
ϕB
⋅
⎛ ⎝
‾ϕ‾B‾2‾-‾‾ϕ‾S‾i 2‾-
假设碟簧压缩量为总变形量的0.5倍，则有：
‾ϕ‾B‾2‾-‾‾ϕ‾S‾o2‾⎞⎠ = 5214.916 mm2
f' ≔ 0.5 ⋅ h = 1.6 mm
ϕDi
杨氏模量 E ≔ 206 GPa
泊松比 λ ≔ 0.3
计算碟簧各系数：
2
⎛C-1⎞
K1
≔
― 1 ⋅ π
―⎜⎝― ―C― ―― ⎟⎠ ―=
― C +― 1 -
2 ――
0.183
C - 1 ln ((C))
K2
≔
― 6 ⋅ π
― ― lCnl((-n― ― C((1))C― -)) 1― = 0.99
⎞ K3⎟⎠
计算碟簧刚度系数：
p ((f)) ≔ ― d ― F ((f)) df
或者
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
p'
((f)) ≔ ― 14-― Eλ2 ― ⋅ ― K1 ⋅― tϕ2D― o2 ― ⋅ K4 ⋅
碟簧的计算
序号项目名称单位代号1碟簧外径mm D碟簧内径mm d碟簧自身厚度mm t‘碟簧公称厚度mm t碟簧压平时的计算量mm h0碟簧总高度mm H0碟簧承受的静载荷N P碟簧的变形量mm fz单个碟簧的压力载荷N P单片碟簧的变形量mm f碟簧下限表面的最大应力MPaσⅡ或σⅢ弹性模量MPa E泊松比μ外径和内径的比值CC1C2无支承面K4圆周率πK1压平时的碟簧载荷N Pc复合组合，单个碟簧的载荷当P/Pc时f/h0得出单片碟簧的变形量系数mm f1复合组合碟簧的片数组i实际片数组碟簧的组合片数n未受载荷的自有高度mm Hz受90000N载荷时的高度mm H1组合碟簧接触处的摩擦因数fM单片碟簧的负荷N F1复合组合，单个碟簧的载荷修正系数当F1/Pc时h0/t得出单片碟簧的变形量修正系数mm f2复合组合碟簧的修正片数组i弹簧的刚度N/mm P'一组叠合组合碟簧的刚度N/mm PR‘复合组合碟簧的刚度N/mm PZ‘碟簧的变形能N.mm U碟簧压平时的应力MPaσOMK2K3MpaσⅠMpaσⅡ蝶形弹簧的计算示例计算公式数值160829.4103.513.5139000141390002.6313402060000.3 C=D/d 1.951219512 C1=(t‘/t)^2/(((1/4)*(H0/t)-t‘/t+3/4)*((5/8)*H0/t-t‘/t+3/8))21.49061336 C2=C1/(t‘/t)^3*(5/32*(H0/t)-1)^2+1)26.36934631 K4=(-C1/2+((C1/2)^2+C2)^(1/2))^(1/2) 1.0788761823.141592654 K1=1/π*(（C-1)/C)^2/((C+1)/(C-1)-(2/lnC)))0.684054678 Pc=((4*E)/（1-μ^2))*((t^3*h0)/(K1*D^2))*K4^2210652.34对合组合P/Pc 复合组合P/2/Pc0.329927497根据h0/t和P/Pc0.351.225 i=fz/f111.42857143142 Hz=i*(H0+(n-1)*t)268.5714286 H1=Hz-i*f254.57142860.015 F1=P*(1-fm*（n-1）/n）68457.5 F1/Pc0.324978584根据h0/t和F1/Pc0.250.875 i=fz/f216 P'=4*E/(1-μ^2)*(t^3/K1/D^2)*K4^2*(K4^2*(h0/t)^2-3*(h0/t)*(f2/t)+3/2*(f2/t)^2+1)63929.7459 PR‘=P'*n/（1-fM*（n-1））129806.5907 PZ‘=PR‘/i9271.899333 U=2*E/(1-μ^2)*(t^5/K1/D^2)*K4^2*(f2/t)^2*(K4^2*((h0/t)-(f2/2/t))^2+1)25555.34187σOM==-4*E/(1-μ^2)*t^2/K1/D^2*K4^2*f/t*3/π 校验压平时（f=h0）-652.58 K2=6*π*(((C-1)/lnC)-1/lnC) 1.208601569 K3=3*π*((C-1)/lnC) 1.358877278σⅠ=(4*E/(1-μ^2))*(t^2/(K1*D^2))*K4*f/t*(k4*k2*((h0/t)-(f/2/t))+k3)2411.72479σⅡ=(4*E/(1-μ^2))*(t^2/(K1*D^2))*K4*f/t*(k4*k2*((h0/t)-(f/2/t))-k3)-1575.701093不知道碟簧承受的载荷。
碟形弹簧计算
h0/t C σ σ
Ⅱa Ⅲa
P1' P2' Pf' D0 h0 h'0 t'
中 间 辅 助 变 量
中 间 辅 助 变 量
计算系数 系 计算系数 计算系数 计算系数 数 计算系数 计算系数
C1 C2 K1 K2 K3 K4
10.88846881 11.88846881 0.684054678 1.208601569 1.358877278 1
代 号 D d t H0 n i fz1 fz2 fM fR f1 f2 nz Hz Hz1 Hz2 f3 fc Hc P1 P2 Pf Pc PR1 PR2 PRf PRc PR1 PR2
A40 GB／T 1972-92
──
时 考 碟簧的最小工作负荷 （ 虑 组 碟簧的最大工作负荷 减摩 合 载擦 ） 力 碟 簧
── ── ── ── ── ──
使 用 说 明
1.本表是根据国家标准《GB/T 1972-1992 碟形弹簧》编制的。标准原件 见附件。 2.表格中黄色区域为使用者要填写数据的单元格，其它区域中的单元 格请不要随便修改。 3.对于有支撑面的弹簧，其中 H0、t 等数据要按公称数据填写。 3.本表适用于《GB/T 1972-1992 碟形弹簧》标准中的所有规格的弹簧， 非标准无支撑面的碟形弹簧也可用本表计算。
碟形弹簧的计算(附件GB/T
尺寸、参数名称 碟簧标记 外径 内径 厚度 数 入 单个碟簧的自由高度 数 每组叠合碟簧中碟簧片数 据 组合碟簧中碟簧组数 组合碟簧预压变形量 组合碟簧工作行程总变形量 碟簧锥面间的摩擦系数 承载边缘处的摩擦系数 单片碟簧预压变形量 单片碟簧工作行程总变形量 碟簧的总片数 组合碟簧的自由高度 组合碟簧预压变形时的高度 组合碟簧工作行程总变形时的高度 工作行程 压平时的碟簧组总变形 碟簧组压平时的计算高度 力不 时考 虑 摩 擦 时考 （虑 加摩 载擦 ）力 碟簧的最小工作负荷 碟簧的最大工作负荷 碟簧在f=0.75h0时的负荷 压平时的碟簧负荷 碟簧的最小工作负荷 碟簧的最大工作负荷 碟簧在f=0.75h0时的负荷 压平时的碟簧负荷
碟簧计算方法
叠合组合蝶簧组： n 片碟簧叠合后自由状态下的高度:n 片碟簧叠合后变形量与载荷的关系:变形量I s血二耳 对合组合蝶簧组: i 片碟簧对合后自由状态下的高度:i 片碟簧对合后变形量与载荷的关系:二.例主轴拉爪有三个位置，分别是拉刀位置（中间位置）内部），HMS200主轴刀柄形式为 BT50,设计拉刀力为 25000N ,拉刀位置与松刀位置间的最小距离（即打 刀距离）为5.6mm 。
根据可用安装空间、 拉刀力等因素选择碟形弹簧型号180079，两两叠合再对合的组合 形式。
变形量良列寸，回复力为不致打刀力过大（小于 30000N ）,采用50对两两叠合的碟簧对合，自由状态下* = 50s所以要想得到25000N 的拉刀力，一片弹簧的回复力应为 F=12500,对应的变形量为 s=0.633最小打刀距离为 5.6,设计打刀距离为 6,松刀位置碟簧组总变形量为 31.65+6=37.65，每片碟簧变形量为 37.65/50=0.753，每片碟簧回复力为 14576N ,理论所需打刀力P 兀14576 = 29仍画；无刀状态碟簧组总变 形量为31.65-10=21.65，每片碟簧变形量为 21.65/50=0.433，每片碟簧回复力为 8847N ，所以弹簧安装时需 预压21.65，预压力为 8847匚2=17694N ，预压后碟簧高度为 477.5-21.65=455.85。
串碟簧之间最好放一个自制垫片，这个自制垫片的作用一个是凑距离，可以节省碟簧的个数；另一个就 是可以让它和拉刀杆小间隙配合把大串碟簧隔开，减小大串碟簧的离心力；还有就是这个自制垫片外径可 以做大一点，在主轴内起导向作用，避免碟簧和主轴的摩擦。
碟 簧 基 De 不带支撑面的碟簧 Di De带支撑面的碟簧s 不带支撑面的蝶簧 卜=I 。
+ 5 - 1） • t带支撑面的蝶簧= + f载荷 ___________变形量:tot 载荷區可、松刀位置（最靠主轴端部）和无刀位置（最靠主轴两片180079碟簧叠合自由状态下 卜”叫+ 2 5.3 + 3.75 = 955一、=50 x 9.55=477.5 总变形量为 , = 50 x s = 50 x 0,633 = 3 L65 ，变形后碟簧组的总高度为 477.5-31.65=445.85。
碟簧组合
一、组合碟簧变形量和载荷计算的公式叠合组合碟簧组：n片碟簧叠合后自由状态下的高度：不带支撑面的碟簧L0=l0+(n−1)∙t带支撑面的碟簧L0=l0+(n−1)∙t′n片碟簧叠合后变形量与载荷的关系：变形量stot=s 载荷Ftot=n∙F对合组合碟簧组：i片碟簧对合后自由状态下的高度：L0=i∙l0i片碟簧对合后变形量与载荷的关系：变形量：stot=i∙s载荷Ftot=F二、计算实例：主轴拉爪有三个位置，分别是拉刀位置(中间位置)、松刀位置(最靠主轴端部)和无刀位置(最靠主轴内部)，HMS200主轴刀柄形式为BT50，设计拉刀力为25000N，拉刀位置与松刀位置间的最小距离(即打刀距离)为5.6mm。
根据可用安装空间、拉刀力等因素选择碟形弹簧型号180079，两两叠合再对合的组合形式。
两片180079碟簧叠合自由状态下L叠=l0+n−1∙t‘=5.8+3.75=9.55变形量s叠=s时，回复力F叠=2F为不致打刀力过大(小于30000N)，采用50对两两叠合的碟簧对合，自由状态下L对=i∙L叠=50×9.55=477.5变形量s对=i∙s叠=50s时，回复力F对=F叠=2F所以要想得到25000N的拉刀力，一片弹簧的回复力应为F=12500，对应的变形量为s=0.633总变形量为s对=50×s=50×0.633=31.65，变形后碟簧组的总高度为477.5-31.65=445.85。
最小打刀距离为5.6，设计打刀距离为6，松刀位置碟簧组总变形量为31.65+6=37.65，每片碟簧变形量为37.65/50=0.753，每片碟簧回复力为14576N，理论所需打刀力2×14576=29152N;无刀状态碟簧组总变形量为31.65-10=21.65，每片碟簧变形量为21.65/50=0.433，每片碟簧回复力为8847N，所以弹簧安装时需预压21.65，预压力为8847×2=17694N，预压后碟簧高度为477.5-21.65=455.85。
(完整版)碟簧计算方法
一．碟簧基本理论不带支撑面的碟簧带支撑面的碟簧叠合组合蝶簧组：n片碟簧叠合后自由状态下的高度：不带支撑面的蝶簧L0=l0+(n−1)∙t带支撑面的蝶簧L0=l0+(n−1)∙t′n片碟簧叠合后变形量与载荷的关系：变形量s tot=s载荷F tot=n∙F对合组合蝶簧组：i片碟簧对合后自由状态下的高度：L0=i∙l0i片碟簧对合后变形量与载荷的关系：变形量：s tot=i∙s载荷F tot=F二．例主轴拉爪有三个位置，分别是拉刀位置（中间位置）、松刀位置（最靠主轴端部）和无刀位置（最靠主轴内部），HMS200主轴刀柄形式为BT50，设计拉刀力为25000N，拉刀位置与松刀位置间的最小距离（即打刀距离）为5.6mm。
根据可用安装空间、拉刀力等因素选择碟形弹簧型号180079，两两叠合再对合的组合形式。
两片180079碟簧叠合自由状态下L叠=l0+(n−1)∙t‘=5.8+3.75=9.55变形量s叠=s时，回复力F叠=2F为不致打刀力过大（小于30000N），采用50对两两叠合的碟簧对合，自由状态下L 对=i∙L叠=50×9.55=477.5变形量s对=i∙s叠=50s时，回复力F对=F叠=2F所以要想得到25000N的拉刀力，一片弹簧的回复力应为F=12500，对应的变形量为s=0.633总变形量为s对=50×s=50×0.633=31.65，变形后碟簧组的总高度为477.5-31.65=445.85。
最小打刀距离为5.6，设计打刀距离为6，松刀位置碟簧组总变形量为31.65+6=37.65，每片碟簧变形量为37.65/50=0.753，每片碟簧回复力为14576N，理论所需打刀力2×14576=29152N；无刀状态碟簧组总变形量为31.65-10=21.65，每片碟簧变形量为21.65/50=0.433，每片碟簧回复力为8847N，所以弹簧安装时需预压21.65，预压力为8847×2=17694N，预压后碟簧高度为477.5-21.65=455.85。
中文版碟形弹簧计算
尺寸、参数名称 碟簧标记 外径 内径 厚度 数 入 单个碟簧的自由高度 数 每组叠合碟簧中碟簧片数 据 组合碟簧中碟簧组数 组合碟簧预压变形量 组合碟簧工作行程总变形量 碟簧锥面间的摩擦系数 承载边缘处的摩擦系数 单片碟簧预压变形量 单片碟簧工作行程总变形量 碟簧的总片数 组合碟簧的自由高度 组合碟簧预压变形时的高度 组合碟簧工作行程总变形时的高度 工作行程 压平时的碟簧组总变形 碟簧组压平时的计算高度 力不 时考 虑 摩 擦 时考 （虑 加摩 载擦 ）力 碟簧的最小工作负荷 碟簧的最大工作负荷 碟簧在f=0.75h0时的负荷 压平时的碟簧负荷 碟簧的最小工作负荷 碟簧的最大工作负荷 碟簧在f=0.75h0时的负荷 压平时的碟簧负荷
代 号 D d Hz2 f3 fc Hc P1 P2 Pf Pc PR1 PR2 PRf PRc PR1 PR2
A40 GB／T 1972-92
──
时 考 碟簧的最小工作负荷 （ 虑 组 碟簧的最大工作负荷 减摩 合 载擦 ） 力 碟 簧
2
h0/t C σ σ
Ⅱa Ⅲa
P1' P2' Pf' D0 h0 h'0 t'
中 间 辅 助 变 量
中 间 辅 助 变 量
计算系数 系 计算系数 计算系数 计算系数 数 计算系数 计算系数
C1 C2 K1 K2 K3 K4
40 41 0.686143764 1.21080308 1.362573488 1
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使 用 说 明
1.本表是根据国家标准《GB/T 1972-1992 碟形弹簧》编制的。标准原件 见附件。 2.表格中黄色区域为使用者要填写数据的单元格，其它区域中的单元 格请不要随便修改。 3.对于有支撑面的弹簧，其中 H0、t 等数据要按公称数据填写。 3.本表适用于《GB/T 1972-1992 碟形弹簧》标准中的所有规格的弹簧， 非标准无支撑面的碟形弹簧也可用本表计算。
碟形弹簧的介绍及选型计算说明
压平
0.800 6747 7759
高度L
mm 2.800 2.600
2.200 2.000
载荷点 单片弹簧 变形量S
mm 0.000 0.200
0.600 0.800
载荷F
N 0 1864
5187 6747
版本 19.7.98
2012-11-9 Mubea
最大拉应力
碟形弹簧，数据表
组2
零件/图号： ##### 项目： 碟形弹簧选型计算软件
慕贝尔, 碟形弹簧和夹紧元件有限公司, 邮箱 120, 57564 达登 phone.: sales: 02743/806-184, -194, Fax.:-188; engineering: 02743/806-268, -134, -135, Fax.: -292
2.58 0.224 2076 -836 444 456 -451 2.58 0.224 2076 8809
2.54 0.256 2356 -950 512 517 -515 2.54 0.256 2356 8695
2.51 0.288 2633 2.48 0.320 2906
-1063 -1174
Mubea
phone.: sales: 02743/806-184, -194, Fax.:-188; engineering: 02743/806-268, -134, -135, Fax.: -292
载荷点
计算
载荷点
单片
应力
单片弹簧
高度L 变形量S 载荷F
sI
s II
s III s OM 高度L 变形量S 载荷F 刚度
尺寸 外径
内径
厚度 减薄碟簧厚度 弹簧高度
碟簧计算方法-范本模板
一．碟簧基本理论 De Di l 0De Di tt 's 不带支撑面的碟簧带支撑面的碟簧叠合组合蝶簧组:n 片碟簧叠合后自由状态下的高度： 不带支撑面的蝶簧 带支撑面的蝶簧n 片碟簧叠合后变形量与载荷的关系：变形量 载荷对合组合蝶簧组：i 片碟簧对合后自由状态下的高度：i 片碟簧对合后变形量与载荷的关系：变形量： 载荷 二．例主轴拉爪有三个位置,分别是拉刀位置（中间位置）、松刀位置（最靠主轴端部）和无刀位置（最靠主轴内部）,HMS200主轴刀柄形式为BT50，设计拉刀力为25000N ，拉刀位置与松刀位置间的最小距离(即打刀距离）为5。
6mm 。
根据可用安装空间、拉刀力等因素选择碟形弹簧型号180079，两两叠合再对合的组合形式。
两片180079碟簧叠合自由状态下变形量时，回复力 为不致打刀力过大（小于30000N)，采用50对两两叠合的碟簧对合，自由状态下=477.5变形量时，回复力所以要想得到25000N 的拉刀力，一片弹簧的回复力应为F=12500,对应的变形量为s=0。
633 总变形量为,变形后碟簧组的总高度为477.5—31.65=445。
85。
最小打刀距离为5.6，设计打刀距离为6,松刀位置碟簧组总变形量为31.65+6=37。
65，每片碟簧变形量为37.65/50=0。
753，每片碟簧回复力为14576N ，理论所需打刀力；无刀状态碟簧组总变形量为31.65-10=21.65,每片碟簧变形量为21.65/50=0。
433,每片碟簧回复力为8847N ，所以弹簧安装时需预压21.65，预压力为88472=17694N ，预压后碟簧高度为477.5—21.65=455.85。
一串碟簧之间最好放一个自制垫片,这个自制垫片的作用一个是凑距离，可以节省碟簧的个数；另一个就是可以让它和拉刀杆小间隙配合把大串碟簧隔开，减小大串碟簧的离心力；还有就是这个自制垫片外径可以做大一点，在主轴内起导向作用，避免碟簧和主轴的摩擦。
碟簧的计算
序号项目名称单位代号1碟簧外径mm D碟簧内径mm d碟簧自身厚度mm t‘碟簧公称厚度mm t碟簧压平时的计算量mm h0碟簧总高度mm H0碟簧承受的静载荷N P碟簧的变形量mm fz单个碟簧的压力载荷N P单片碟簧的变形量mm f碟簧下限表面的最大应力MPaσⅡ或σⅢ弹性模量MPa E泊松比μ外径和内径的比值CC1C2无支承面K4圆周率πK1压平时的碟簧载荷N Pc复合组合，单个碟簧的载荷当P/Pc时f/h0得出单片碟簧的变形量系数mm f1复合组合碟簧的片数组i实际片数组碟簧的组合片数n未受载荷的自有高度mm Hz受90000N载荷时的高度mm H1组合碟簧接触处的摩擦因数fM单片碟簧的负荷N F1复合组合，单个碟簧的载荷修正系数当F1/Pc时h0/t得出单片碟簧的变形量修正系数mm f2复合组合碟簧的修正片数组i弹簧的刚度N/mm P'一组叠合组合碟簧的刚度N/mm PR‘复合组合碟簧的刚度N/mm PZ‘碟簧的变形能N.mm U碟簧压平时的应力MPaσOMK2K3MpaσⅠMpaσⅡ蝶形弹簧的计算示例计算公式数值160829.4103.513.5139000141390002.6313402060000.3 C=D/d 1.951219512 C1=(t‘/t)^2/(((1/4)*(H0/t)-t‘/t+3/4)*((5/8)*H0/t-t‘/t+3/8))21.49061336 C2=C1/(t‘/t)^3*(5/32*(H0/t)-1)^2+1)26.36934631 K4=(-C1/2+((C1/2)^2+C2)^(1/2))^(1/2) 1.0788761823.141592654 K1=1/π*(（C-1)/C)^2/((C+1)/(C-1)-(2/lnC)))0.684054678 Pc=((4*E)/（1-μ^2))*((t^3*h0)/(K1*D^2))*K4^2210652.34对合组合P/Pc 复合组合P/2/Pc0.329927497根据h0/t和P/Pc0.351.225 i=fz/f111.42857143142 Hz=i*(H0+(n-1)*t)268.5714286 H1=Hz-i*f254.57142860.015 F1=P*(1-fm*（n-1）/n）68457.5 F1/Pc0.324978584根据h0/t和F1/Pc0.250.875 i=fz/f216 P'=4*E/(1-μ^2)*(t^3/K1/D^2)*K4^2*(K4^2*(h0/t)^2-3*(h0/t)*(f2/t)+3/2*(f2/t)^2+1)63929.7459 PR‘=P'*n/（1-fM*（n-1））129806.5907 PZ‘=PR‘/i9271.899333 U=2*E/(1-μ^2)*(t^5/K1/D^2)*K4^2*(f2/t)^2*(K4^2*((h0/t)-(f2/2/t))^2+1)25555.34187σOM==-4*E/(1-μ^2)*t^2/K1/D^2*K4^2*f/t*3/π 校验压平时（f=h0）-652.58 K2=6*π*(((C-1)/lnC)-1/lnC) 1.208601569 K3=3*π*((C-1)/lnC) 1.358877278σⅠ=(4*E/(1-μ^2))*(t^2/(K1*D^2))*K4*f/t*(k4*k2*((h0/t)-(f/2/t))+k3)2411.72479σⅡ=(4*E/(1-μ^2))*(t^2/(K1*D^2))*K4*f/t*(k4*k2*((h0/t)-(f/2/t))-k3)-1575.701093不知道碟簧承受的载荷。
碟形弹簧——精选推荐
碟形弹簧碟形弹簧扬州天恒弹簧五⾦有限公司姜际强碟形弹簧是法国⼈贝利维尔（J.Belleville）于是1866年发明的，当时主要是作为垫圈使⽤，并在美国及法国申请了专利，因此⼜被称为贝⽒弹簧（Belleville Spring）。
我国的碟形弹簧的研究主要是在上世纪七⼗年代，⼋⼗年代后开始有企业⽣产碟簧，随着我国改⾰开放，进⼝设备的引进，碟簧的使⽤越来越⼴泛。
本⽂主要是对碟形弹簧作⼀简要的说明，以便⼤家对它有⼀定的认识。
碟形弹簧简称碟簧，它主要⽤⾦属弹簧材料（钢带、钢板或锻造坯料）加⼯成的截锥形弹簧。
根据其截⾯和形状的不同可分为普通碟簧、梯形截⾯碟簧、锥状梯形截⾯碟簧、开槽形碟簧、膜⽚弹簧、圆板形碟簧。
普通碟簧的结构（GB/T1972-2005）（1）碟簧根据⽀撑结构的不同有两种型式；⼀种是⽆⽀撑⾯碟簧，其内缘上边及外缘下边未经加⼯；另⼀种是有⽀撑⾯碟簧，内外缘经加⼯后形成⽀撑⾯，载荷作⽤于⽀撑⾯。
（2）碟簧的类别和结构型式，根据其厚度t值分为三类。
(3)碟簧的尺⼨和参数根据D/t和ho/t值分为A（D/t≈18,ho/t≈0.4）、B（D/t≈28,ho/t≈0.75）、C（D/ho≈40,ho/t≈1.3）三个系列碟簧的主要特点与应⽤碟簧与其它型式的弹簧如螺旋弹簧、钢板弹簧等⽐较，其主要特点如下：⑴轴向尺⼨较⼩⽽径向尺⼨较⼤它能在很⼩的的变形条件下，承受变化范围很⼤的轴向载荷，其单位体积的变形能较⼤，具有较好的缓冲吸振能⼒，因此适合轴向空间⼩，径向空间⼤⽽承载⼤的场合。
⑵具有变刚性的特性在外径和内径尺⼨相同的条件下，只要改变碟簧厚度与碟簧的内锥⾼度之⽐可以得到不同的弹簧特性曲线，z=ho/t﹤2,是正刚度（刚度⼤）z=0.2～1.3;z=ho/t≈2是正刚度+零刚度z=1.3～1.5; 2﹤ho/t﹤22是正刚度+负刚度z=1.5～2.3;z﹥22是正刚度+负刚度z﹥2.8。
在国标中的碟簧是采⽤z﹤2的。
碟簧计算方法(可编辑修改word版)
一．碟簧基本理论叠合组合蝶簧组：不带支撑面的碟簧 带支撑面的碟簧n 片碟簧叠合后自由状态下的高度： 不带支撑面的蝶簧L 0 = l 0 + (n ‒ 1) ∙ tn 片碟簧叠合后变形量与载荷的关系：变形量s tot = s对合组合蝶簧组：i 片碟簧对合后自由状态下的高度：L 0 = i ∙ l 0i 片碟簧对合后变形量与载荷的关系：变形量：s tot = i ∙ s 二．例带支撑面的蝶簧L 0 = l 0 + (n ‒ 1) ∙ t ' 载荷F tot = n ∙ F 载荷F tot = F主轴拉爪有三个位置，分别是拉刀位置（中间位置）、松刀位置（最靠主轴端部）和无刀位置（最靠主轴内部），HMS200 主轴刀柄形式为 BT50，设计拉刀力为 25000N ，拉刀位置与松刀位置间的最小距离（即打刀距离）为 5.6mm 。
根据可用安装空间、拉刀力等因素选择碟形弹簧型号 180079，两两叠合再对合的组合形式。
两片 180079 碟簧叠合自由状态下L 叠 = l 0 + (n ‒ 1) ∙ t‘ = 5.8 + 3.75 = 9.55变形量s 叠 = s 时，回复力F 叠 = 2F为不致打刀力过大（小于 30000N ），采用 50 对两两叠合的碟簧对合，自由状态下L 对 = i ∙ L 叠 = 50 × 9.55=477.5变形量s 对 = i ∙ s 叠 = 50s 时，回复力F 对 = F 叠 = 2F所以要想得到 25000N 的拉刀力，一片弹簧的回复力应为 F=12500，对应的变形量为 s=0.633 总变形量为s 对 = 50 × s = 50 × 0.633 = 31.65，变形后碟簧组的总高度为 477.5-31.65=445.85。
最小打刀距离为 5.6，设计打刀距离为 6，松刀位置碟簧组总变形量为 31.65+6=37.65，每片碟簧变形量为37.65/50=0.753，每片碟簧回复力为 14576N ，理论所需打刀力2 × 14576 = 29152N ；无刀状态碟簧组总变形量为 31.65-10=21.65，每片碟簧变形量为 21.65/50=0.433，每片碟簧回复力为 8847N ，所以弹簧安装时需预压 21.65，预压力为 8847 × 2=17694N ，预压后碟簧高度为 477.5-21.65=455.85。
上海预紧的碟形弹簧刚度计算
上海预紧的碟形弹簧刚度计算碟形弹簧是一种常见的弹簧结构，其具有结构简单、体积小、刚度大等特点，广泛应用于工业生产和生活中的各个领域。
在上海预紧的碟形弹簧设计中，刚度的计算是一个重要的步骤，本文将介绍上海预紧的碟形弹簧的刚度计算方法。
首先，我们需要了解碟形弹簧刚度的概念。
刚度是指弹簧在受力作用下产生的变形与所受力的比例关系。
对于碟形弹簧而言，其刚度可以通过弹簧的几何参数和材料参数来计算。
计算碟形弹簧的刚度需要以下几个参数：1.碟形弹簧的内径（Di）和外径（Do）：弹簧的内径和外径决定了碟形弹簧的几何形状。
2.弹簧片的数量（N）：碟形弹簧由多个弹簧片组成，片数的多少影响到弹簧的整体刚度。
3.弹簧片的宽度（b）：弹簧片的宽度也会对刚度产生影响。
4.弹簧片的厚度（t）：弹簧片的厚度与材料的弹性模量有关，对刚度计算产生影响。
5.弹簧片径向高度（h）：碟形弹簧片的径向高度是刚度计算中的一个重要参数。
根据以上参数，可以使用以下公式计算上海预紧的碟形弹簧的刚度：1.碟形弹簧的平均直径（Dm）的计算公式为：Dm=(Di+Do)/22.碟形弹簧的厚度（H）的计算公式为：H=h*N3.碟形弹簧的刚度（K）的计算公式为：K=(3*N*E*t^3*b^4)/(H^3*Dm)其中，E为材料的弹性模量。
通过以上公式，我们可以计算出上海预紧的碟形弹簧的刚度。
需要注意的是，在实际计算中，还需要考虑到弹簧片之间的摩擦力和弯曲形变等因素，以获得更精确的刚度值。
在设计上海预紧的碟形弹簧时，通常还需要根据具体的应用要求来确定碟形弹簧的刚度，以确保其能够满足所需的预紧要求和工作环境。
总结起来，上海预紧的碟形弹簧的刚度计算涉及到弹簧的几何参数和材料参数的综合运用。
通过合理选择这些参数，并计算得出刚度值，可以保证上海预紧的碟形弹簧在实际使用中具有良好的性能和可靠的工作效果。
碟簧计算方法精选文档
碟簧计算方法精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-一．碟簧基本理论不带支撑面的碟簧带支撑面的碟簧叠合组合蝶簧组：n片碟簧叠合后自由状态下的高度：不带支撑面的蝶簧L0=l0+(n−1)?t带支撑面的蝶簧L0=l0+(n−1)?t′n片碟簧叠合后变形量与载荷的关系：变形量s tot=s载荷F tot=n?F对合组合蝶簧组：i片碟簧对合后自由状态下的高度：L0=i?l0i片碟簧对合后变形量与载荷的关系：变形量：s tot=i?s载荷F tot=F二．例主轴拉爪有三个位置，分别是拉刀位置（中间位置）、松刀位置（最靠主轴端部）和无刀位置（最靠主轴内部），HMS200主轴刀柄形式为BT50，设计拉刀力为25000N，拉刀位置与松刀位置间的最小距离（即打刀距离）为。
根据可用安装空间、拉刀力等因素选择碟形弹簧型号180079，两两叠合再对合的组合形式。
两片180079碟簧叠合自由状态下L叠=l0+(n−1)?t‘=5.8+3.75=9.55变形量s叠=s时，回复力F叠=2F为不致打刀力过大（小于30000N），采用50对两两叠合的碟簧对合，自由状态下L 对=i?L叠=50×9.55=变形量s对=i?s叠=50s时，回复力F对=F叠=2F所以要想得到25000N的拉刀力，一片弹簧的回复力应为F=12500，对应的变形量为s=总变形量为s对=50×s=50×0.633=31.65，变形后碟簧组的总高度为。
最小打刀距离为，设计打刀距离为6，松刀位置碟簧组总变形量为+6=，每片碟簧变形量为50=，每片碟簧回复力为14576N，理论所需打刀力2×14576=29152N；无刀状态碟簧组总变形量为=，每片碟簧变形量为50=，每片碟簧回复力为8847N，所以弹簧安装时需预压，预压力为8847×2=17694N，预压后碟簧高度为。
碟形弹簧的介绍及选型计算说明
mm mm
N
MPa
mm
mm
N N/mm
2.80 0.000
0
0
0
0
0
2.80 0.000
0
9783
2.77 0.032 311 -123
59
68 -64 2.77 0.032 311 9625
2.74 0.064 616 -245 120 134 -129 2.74 0.064 616 9473
2.70 0.096 917 -366 182 200 -193 2.70 0.096 917 9327
2.29 0.512 4487 -1816 1108 981 -1031 2.29 0.512 4487 8022
2.26 0.544 4743 -1919 1188 1036 -1095 2.26 0.544 4743 7967
2.22 0.576 4997 2.19 0.608 5250
-2020 -2120
1270 1089 -1160 2.22 1353 1141 -1224 2.19
0.576 0.608
4997 5250
7918 7876
2.16 0.640 5501 -2218 1437 1193 -1289 2.16 0.640 5501 7840
2.13 0.672 5752 -2316 1523 1244 -1353 2.13 0.672 5752 7811
尺寸 外径
内径
厚度 减薄碟簧厚度 弹簧高度
材料 杨氏模量E
1 弹簧
1
De= 35.50 mm
Di= 18.30 mm
t=
2.00 mm
t'=
制动器碟形簧使用寿命验算
制动器碟形簧使用寿命验算
根据矿井绞车的提升速度先求出一次提升循环时间
立井提升
1、初加速阶段
t0=2h0/v0a0=v0/t0
h0为卸载距离，v0为箕斗在卸载曲轨内运行的最大速度v0=1.5m/s
2、主加速阶段
t1=(v m－v0)/a1 h1=(v m+v0)/2t1
t1为主加速阶段运行时间，h1为主加速阶段运行距离3、减速阶段
t3=（v m-v4）/a3h3=（v m+v4）/2t3
t3为减速阶段运行时间，h3为减速阶段运行距离，一般v4=0.4~0.5 m/s
4、爬行阶段
t4=h4/v4
t4为爬行阶段运行时间，h4为爬行阶段运行距离，取h4=2.5~5m
5、等速阶段
h2=H- h0―h1―h3－h4t2= h2/v2
6、抱闸停车阶段
抱闸停车时间t5,一般取t5=1s
a5= v4/t5h5=v4/2t5
一次提升时间
T= t0+ t1+ t2+ t3+ t4+ t5
一次提升循环时间Tx=T+θ
θ为箕斗装卸载及休止时间
斜井提升
Tx=θ+L/v p
L为提升斜长，v p为平均速度，θ为装卸休止时间，每班绞车运行按7小时，求出每班碟形簧动作次数
n1= 7×3600÷Tx
求出每天碟形簧动作次数
n2=3×n1
碟形簧的使用寿命按50万次计算，得碟形簧的使用天数T=500000÷n2
副井验算可参照主井验算过程。
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碟簧型号选择1、碟簧选型图一碟簧基本性能图二碟簧的基本系数参数图三系数表1.1、俯仰机构根据已知的条件如下图所示：图四碟簧压力表图五碟簧受力曲线可知：碟簧预紧力7500N，压缩量92mm，压缩量在200mm时，受力16000N，刚度约为80KN/M。
根据下图初步选定外径90内径46厚度3.5的碟簧（单个碟簧在完全压平后受力为1784.69kg,大于16000N)。
下图为外径为80和90的碟簧参数。
表一 碟簧参数（一）校核计算：1、单个碟簧的负荷 17518142421032=••-=K DK h t E P C μ （1） 其中：684.0ln 2111)1(1221=--+-•=C C C c C K π 14=K25/1006.2mm N E ⨯=97.1==dD C 3.0=μt=3.5mmd=46mmD=90mmh0=2.52、单个碟簧变形量由于采用的是对合组合，所以单个碟簧的受力等于初始受力，即预紧力 KN P 5.7'1=428.0175187500'1==CP P 根据：714.05.35.20==t h 由图三可求出变形量为：04.0h f ⨯=，即15.24.0=⨯=f 0.3 0.753、碟簧组的变形量升降时的变形量：L=6000/con3°-6000=8.41mm预紧时的变形量：L=92mm4、碟簧个数计算碟簧的个数： N=L 碟/f=92/1=92弹簧个数： 92 个所以碟簧总个数为92*2=184个5、选用型号：B904635（参数见表一）6、单边整个碟簧组刚度计算:3.6972123314202024242132=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+••-⎪⎭⎫ ⎝⎛•••-=t f t f t h t h K K D K t E P t μ M KN iP P t/75== 与原系统基本一致。
根据所选型号计算碟簧的受力曲线，见下图，红色部分为碟簧的运动位移行程（压缩量），具体计算结果见附件；图六碟簧组计算曲线7、结论经计算，若保证外形尺寸，即碟簧选用外径80，内径36，厚度3的型号，压缩量符合要求时，但是单个碟簧所承受的最大压力为14092.7N，低于最大压力16000N，不能满足实际要求。
故选用B904635，其数据如下：单边碟簧个数94，比现有系统增加14个；外径90，内径46，厚度3.5，现有系统外径80，内径36，厚度3；自由长度564，比现有系统长124。
2、翻转机构碟簧的选用该处碟簧是用来替换翻转机构的拉簧，所以刚度就要由拉簧的刚度来转换，由下图可知：图七 拉簧受力曲线可知，在拉簧预压行程100mm 时，受力为500N ，刚度约为5000N/M ，在碟簧替代拉簧时，由于外径相近的碟簧刚度一般情况下比拉簧大，所以此处采取将碟簧上移，到旋转中心的位置约为原来的1/3，则此时拉力增加为原来的3倍，距离为原来的1/3。
刚度近似45KN/M 。
由下表初步选定外径60，内径20.4厚度2,1.20=h表二 碟簧参数（二）校核计算：1、碟簧负荷 242103214K DK h t E P C ••-=μ其中：785.0ln 211)1(121=--+-•=C C C C K π 14≈K94.2≈=dD C 25/1006.2mm NE ⨯=3.0=μt=2mmD=60mmh0=2.1计算得：5382=C P2、单个碟簧变形量拉簧预紧力F 拉=500N由于碟簧的位子上移动拉簧和转动中心1/3位置，预紧力就是拉簧预紧力的3倍N KN P 15005.11==28.0538215001==C P P 根据图三计算单个形变量（121.2≈=t h ）： 取017.0h f =，即357.01.217.0=⨯=f3、碟簧组的变形量原拉簧行程： 100mm改变后碟簧行程： L=33.3mm4、碟簧个数计算碟簧的个数：N=L 碟/L 单=33.3/0.357≈94所以选取94个碟簧总的碟簧个数94*2=184个型号：B602022刚度4070123314202024242132=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+••-⎪⎭⎫ ⎝⎛•••-=t f t f t h t h K K D K t E P tμ M KN iP P t/3.43== 根据所选型号计算碟簧的受力曲线，见下图，红色部分为碟簧的运动位移行程（压缩量），具体计算结果见附件。
图七 碟簧受力曲线5、 结论根据以上几种计算，满足要求。
三、初始碟簧计算（外径80，内径36，厚度3）原系统的刚度：7500/92=81.521、单个碟簧的负荷14129142421032=••-=K DK h t E P C μ （1） 其中：73.0ln 2111)1(1221=--+-•=CC C c C K π14=K25/1006.2mm N E ⨯=22.2==d DC3.0=μt=3mmd=36mmD=80mmh0=2.78、单个碟簧变形量由于采用的是对合组合，所以单个碟簧的受力等于初始受力，即预紧力 KN P 5.7'1=531.0141297500'1==C P P 由于9.037.20==t h ，根据表三可得：可求出变形量为：043.0h f ⨯=，即161.17.243.0=⨯=f 1.0269、碟簧组的变形量升降时的变形量：L=6000/con3°-6000=8.41mm预紧时的变形量：L=92mm10、碟簧个数计算碟簧的个数： N=L 碟/f=92/1.161=79.24弹簧个数： 80 个 88所以碟簧总个数为80*2=160个11、选用型号：B803630表三 碟簧参数（三）12、单边整个碟簧组刚度计算:5883123314202024242132=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+••-⎪⎭⎫ ⎝⎛•••-=t f t f t h t h K K D K t E P t μ5558 M KN iP P t/53.73== 5558/88=63 与原系统基本一致。
根据所选型号计算碟簧的受力曲线，见下图，红色部分为碟簧的运动位移行程（压缩量），具体计算结果见附件；图八 碟簧组计算曲线图九计算结果13、结论如上图所示，压缩量在108时，刚度为9186.7/108=85.5与原系统，计算结果都基本相近。
经计算，碟簧选用外径80，内径36，厚度3的型号，压缩量符合要求时，但是单个碟簧所承受的最大压力为14092.7N，低于最大压力16000N。
四、更改后的碟簧计算该处碟簧是用来替换翻转机构的拉簧，所以刚度就要由拉簧的刚度来转换，由下图可知：图七 拉簧受力曲线可知，在拉簧预压行程100mm 时，受力为500N ，刚度约为5000N/M ，在碟簧替代拉簧时，由于外径相近的碟簧刚度一般情况下比拉簧大，所以此处采取将碟簧上移，到旋转中心的位置约为原来的1/3，则此时拉力增加为原来的3倍，距离为原来的1/3。
刚度近似45KN/M 。
由下表初步选定外径28，内径14.2厚度1.5,1.20 h表四 碟簧参数（四）校核计算：1、碟簧负荷242103214K DK h t E P C ••-=μ 其中：785.0ln 211)1(121=--+-•=C C C C K π 14≈K94.2≈=dD C 25/1006.2mm NE ⨯=3.0=μt=1.5mmD=28mmh0=0.65计算得：3484C P =2、单个碟簧变形量拉簧预紧力F 拉=500N由于碟簧的位子上移动拉簧和转动中心1/3位置，预紧力就是拉簧预紧力的3倍N KN P 15005.11==1150034840.43CP P == 根据图三计算单个形变量（0.650.431.5h t =≈） 取00.4f h =，即0.40.650.26f =⨯=3、碟簧组的变形量原拉簧行程： 100mm改变后碟簧行程： L=33.3mm4、碟簧个数计算碟簧的个数：N=L 碟/L 单=33.3/0.26≈128所以选取128个碟簧总的碟簧个数128*2=256个型号：B281415刚度22 322004422143315644 12th hE t f fP K KK D t t t tμ⎧⎫⎡⎤⎪⎪⎛⎫⎛⎫=••-••++=⎢⎥⎨⎬⎪⎪-•⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩⎭564444.1/128tPP KN Mi===根据所选型号计算碟簧的受力曲线，见下图，红色部分为碟簧的运动位移行程（压缩量），具体计算结果见附件。
图七碟簧受力曲线6、结论根据以上几种计算，满足要求。