碟形弹簧计算公式
蝶形弹簧schnorr的选型和计算
3.1单个碟簧的组合方式休诺碟簧独特的结构使得组合使用碟簧变得极为方便。
多种组合碟簧可以满足各种不同的工况。
原则上可以使用如下的组合方式（figure21）：串联组合碟簧并联组合碟簧多片多组串联组合碟簧组合碟簧的特性由单个碟簧的特性和组合方式所决定3.2串联组合碟簧Figure21 中b型图即3片串联组合碟簧，此种组合形式计算公式如下：碟簧载荷量：F ges=F碟簧偏斜：S ges=i*s未装载时碟簧长度：L0=i*I03.3并联组合碟簧（并联请勿超过4片）Figure21 中c型图即双片并联组合碟簧，此种组合形式计算公式如下：碟簧载荷量：F ges=n*F碟簧组偏斜：S ges=i*s未装载时碟簧组长度：L0=I0+(n-1)*t多片并联使用时，由于摩擦起负荷变化如下图：3.4多片多组串联组合碟簧Figure21 中d型图即双片3组串联组合碟簧，此种组合形式计算公式如下：碟簧载荷量：F ges=n*F碟簧组偏斜：S ges=i*s未装载时碟簧组长度：L0=i*[I0+(n-1)*t]注：最佳排列方式为单片少量，串联外径选择越大越好由于摩擦，位移不稳定性随串联片数增加而扩大我们推荐串联总长度L0为：L0<=3*De若实际运用总长度必须超过时，请利用平垫圈均分为2-3段。
3.5碟簧的累进特性当随着碟簧偏移增加时，在许多场合对碟簧有这样一个要求，碟簧的载荷也会累进增加。
碟簧的增加特性比率（对碟簧它是典型的）会代替减少的（如图22所示）。
这样的特性曲线会通过众多方法获得。
用碟簧堆如图23.a所显示将碟簧1，2，3叠加使用，随着载荷的施加，碟簧1，2，3折叠的阶层会变平，这样的一个碟簧堆的特性是由每单个的碟簧特性导致的，如图23所示。
同样的效果也可（图23.b）由不同厚度结合性的碟簧来构成的碟簧堆来获得。
在这个事例中，根据德标2093或SCANORR工厂标准来选择，必须考虑碟簧堆1或2的折叠或薄的单个碟簧被选用在非常高的压力情况。
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
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。
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=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=总变形量为，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；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88472=17694N ，预压后碟簧高度为。
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。
也可以用MUBEA 提供的专门计算程序进行计算，非常方便。
碟型弹簧简介和选用尺寸标准
碟型弹簧简介简介•碟型弹簧是承受轴向负荷的碟状弹簧，可以单个使用，也可对合组合或叠合组合、复合组合成碟簧组使用，承受静负荷或变负荷。
常见组合方式单片应用:总力值=单片受力总变形=单片变形2片并联应用:总力值=单片受力*2总变形=单片变形2片串联应用:总力值=单片受力总变形=单片变形*24片并、串联组合:总力值=单片受力*2总变形=单片变形*2DIN 2093 标准DIN 2093标准将碟型弹簧分为三组:第一组(D1): 厚度(t)< 1.25mm 没有支撑座第二组(D2): 1.25mm<=厚度(t)< =6mm 没有支撑座第三组(D3): 厚度(t)> 6mm 含支撑座标准对照DIN 2093 and GB 1972 :-All requirements are identical except Raw Material and Load Tolerances除原材料和力值要求不同外, 其它技术要求均一致. DIN 2093 prefers Narrow Tolerances in Load requirements.DIN 2093 对力值公差的要求更加严格.DIN 2093 prefers to use Alloy Carbon Steel(50CrV4) instead of Plain Carbon steel (60Si2Mn or C-80)DIN 2093 首选合金钢(50CrV4), 而国标采用渗碳钢(60SiMn 或C-80)合金钢(50CrV4)想对于碳钢(60Si2Mn或C-80)优势:-合金钢比普通碳素钢拥有更高的质量, 原因是加入的Cr元素和V元素:Cr可增加材料的强度, 而V可提供更好的晶相结构.细密的晶相结构比粗糙的晶相结构使合金钢拥有更好的韧性. 由于更好的晶相结构, 合金钢在热处理后能够得到更好的性能,比如, 一致的硬度.合金元素,例如V, 的存在,使材料拥有更稳定的微观结构.球面退火结构增加了材料的延展性, 以便于冷成型加工.50CrV4 更容易成型、冲压或裁减和热处理, 因此更适合制作碟形弹簧.。
碟簧计算方法
一．碟簧基本理论 De Dil 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。
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。
碟簧寿命公式
碟簧寿命公式碟簧寿命公式是指用于计算碟簧（一种用于存储数据的硬件设备）的寿命的数学公式。
它可以帮助我们预测碟簧的使用寿命，并采取相应的措施来延长其寿命。
在日常生活中，我们经常使用电脑来存储和处理大量的数据。
而硬盘驱动器中的碟簧起着至关重要的作用。
然而，由于长时间的使用和频繁的读写操作，碟簧会逐渐磨损并最终失效。
因此，了解如何计算碟簧的寿命对于我们合理使用和维护硬盘驱动器至关重要。
碟簧寿命公式的计算依赖于多个因素，包括碟簧的制造材料、使用环境、读写频率等。
然而，在本文中，我们将简单介绍一种常见的碟簧寿命公式，该公式基于经验数据和统计分析。
我们需要了解碟簧的制造材料对其寿命的影响。
通常情况下，碟簧由磁性材料制成，如铁磁合金。
这种材料具有良好的磁性和机械性能，能够满足硬盘驱动器的工作需求。
然而，由于材料的特性，碟簧的寿命受到一定的限制。
使用环境也是影响碟簧寿命的重要因素之一。
硬盘驱动器通常需要在恒定的温度和湿度下运行，以确保其正常工作。
因此，过高或过低的温度、湿度都可能导致碟簧的寿命缩短。
此外，硬盘驱动器还需要避免受到冲击或振动，以免对碟簧造成额外的损伤。
读写频率也是影响碟簧寿命的重要因素之一。
硬盘驱动器中的碟簧在读写操作时会受到磁头的接触，这将引起磁头和碟簧之间的磨损。
因此，频繁的读写操作将导致碟簧的寿命减少。
为了延长碟簧的寿命，我们应尽量减少读写操作，并定期进行数据备份。
碟簧寿命公式是用于计算碟簧寿命的数学公式。
通过考虑碟簧的制造材料、使用环境和读写频率等因素，我们可以预测碟簧的寿命并采取相应的措施来延长其寿命。
然而，需要注意的是，碟簧寿命公式只是一个近似值，实际使用中还需要结合其他因素进行综合考虑。
我们应该合理使用和维护硬盘驱动器，以确保数据的安全和可靠性。
碟簧计算公式范文
碟簧计算公式范文
1.刚簧方程（刚性碟簧）：
在刚性碟簧的计算中，忽略碟簧的变形，将其视为刚体。
碟簧的刚度（弹性系数）由下式给出：
K=(4*n*E*t^3)/(D^3)
其中，K是碟簧的刚度（N/mm），n是碟簧的盘数，E是材料的弹性模量（N/mm^2），t是碟簧的厚度（mm），D是碟簧的直径（mm）。
2.柔簧方程（变形碟簧）：
在变形碟簧的计算中，考虑碟簧的变形产生的刚度。
变形碟簧的刚度（弹性系数）由下式给出：
K=(n*G*t^3)/(3*R^3)*(1-μ^2)
其中，K是碟簧的刚度（N/mm），n是碟簧的盘数，G是材料的剪切模量（N/mm^2），t是碟簧的厚度（mm），R是碟簧的平均半径（mm），μ是材料的泊松比。
3.长矩形碟簧方程：
对于长矩形碟簧，其刚度（弹性系数）由下式给出：
K=(E*b*h^3)/(12*(1-μ^2)*L^3)
其中，K是碟簧的刚度（N/mm），E是材料的弹性模量（N/mm^2），b 是碟簧的宽度（mm），h是碟簧的厚度（mm），μ是材料的泊松比，L是碟簧的长度（mm）。
这些公式提供了计算碟簧刚度的方法，可以用于确定碟簧在实际应用中的性能。
然而，实际情况还可能受到其他因素的影响，例如碟簧的几何形状、边界条件、材料非线性等。
因此，在进行碟簧设计时，需要综合考虑这些因素，并进行必要的修正和优化。
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。
碟形弹簧计算程序 中文
零件/图纸编号：17 0001Version 19.7.98项目：02018/12/17Muhr und Bender, Tellerfedern und Spannelemente GmbH, Postfach 120, 57564 Daaden 0电话：销售：02743/806-184，-194，传真：-188；工程：02743/806-268，-134，-135，传真：-292加载点计算加载点一个弹簧应力堆栈高度L行程S负荷F s I s II s III s OM高度L行程S负荷F刚度 mm mm N MPa mm mm N N/mm 0.550.00000000 1.700.0000851 0.540.0108-1482768-53 1.680.02017810 0.530.02016-29356134-107 1.660.04032770 0.520.03024-43688199-160 1.640.06047733 0.510.04031-576122263-213 1.620.08062697 0.500.05038-714158325-266 1.600.10075663 0.490.06044-849197386-320 1.580.12088630 0.480.07050-982239446-373 1.560.140101599 0.470.08056-1113283504-426 1.540.160112570 0.460.09062-1241329561-479 1.520.180123542 0.450.10067-1366378616-533 1.500.200134516 0.440.11072-1489430671-586 1.480.220144492 0.430.12077-1610484724-639 1.460.240154469 0.420.13081-1728540775-693 1.440.260163448 0.410.14086-1843599826-746 1.420.280172429 0.400.15090-1956660875-799 1.400.300180411 0.390.16094-2067724922-852 1.380.320188396 0.380.17098-2175790968-906 1.360.340196381 0.370.180102-22818591013-959 1.340.360203369 0.360.190105-23849301057-1012 1.320.380211358 0.350.200109-248510041099-1066 1.300.400218349 0.340.210112-258310801140-1119 1.280.420224341 0.330.220116-267911581180-1172 1.260.440231335 0.320.230119-277312391218-1225 1.240.460238331 0.310.240122-286413231255-1279 1.220.480244329 0.300.250126-295214091290-1332 1.200.500251328堆栈：4只弹簧2层对合2层叠加尺寸加载点外直径：D e=8.00 mm堆栈内直径：D i= 3.20 mm负载-高度L行程S负荷F 厚度：t=0.30 mm指向 mm mm N 红色。
阀门用碟形弹簧的计算
得 , 当 σⅢmin = 89M Pa , 寿命 N = 2 ×10 - 6 时 , [σ] = 680 M Pa , 由于 σⅢmax < [σ] , 故所选用 的碟形弹簧安全 。
图2 按不同 h0 / δ值计算求得的弹簧特性曲线 图4 碟簧疲劳强度曲线
3 热处理 311 硅锰钢热处理
表4 沉淀硬化不锈钢卷制弹簧后的时效处理规范
牌 号
Ni36Cr TiAl 0Cr17Ni7Al 0Cr15Ni7Al Ni42Cr Ti Co40CrNiMo NCu28 - 215 - 115 Ni42Cr Ti Cr15Ni36W3 Ti Cr14Ni25Mo
新型抗硫 、抗静电及防火清管器发射接收 阀在研制过程中 , 由于碟形弹簧设计合理 , 计 算精确 , 质量优良 , 各项性能指标均达到要 求 , 因此阀门样机试验密封性能达到了零泄漏 指标 , 为清管阀质量和性能提供了保证 。
关键词 碟形弹簧 ; 设计与计算 ; 制造工艺 中图分类号 : TH135 文献标识码 : A
Calculation of belleville spring used f or valve
YAN G Hong
( Xishan City Valve factory , Xishan 214117 , China)
阀 门 2003 年第 4 期 — 14 —
表1 常用硅锰钢热处理工艺规范及机械性能
材 料
55Si2Mn 60Si2Mn 60Si2Mn 70Si3MnA
淬火温度
/ ℃ 860～880 850～870 850～870 850～870
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最好的碟形弹簧计算公式
最好的碟形弹簧计算公式碟形弹簧是一种常用的弹簧结构，具有较大的变形能力和较小的刚度，广泛应用于各种机械装置和工艺设备中。
在设计和计算碟形弹簧时，需要考虑多个因素，如外径、内径、高度、材料的选择等。
下面将详细介绍碟形弹簧的计算公式和相关设计要点。
碟形弹簧的基本几何参数包括外径（D）、内径（d）、高度（h）和弹片数量（n）。
在开始计算之前，先需要确定碟形弹簧的设计用途和负荷条件。
根据具体应用场景和装配要求，选择合适的材料和弹性系数。
1. 计算碟形弹簧的平均直径（Mean Diameter，Dm）：Dm=(D+d)/22. 计算弹片外径（Outer Diameter，Do）：Do=Dm+t其中，t为弹片宽度。
3. 计算弹片平均半径（Mean Radius，Rm）：Rm=Dm/24. 计算碟形弹簧的自由弹簧率（Free Spring Rate，k）：k=(4*n*G*t^3)/(3*Dm*Rm^3)其中，G为剪切模量。
5. 计算碟形弹簧的弹片应力（Stress，σ）：σ=(32*F*h)/(π*Dm^3*n)其中，F为负荷。
6. 计算碟形弹簧的变形（Deflection，δ）：δ=(F*h^3)/(G*Dm^4*n)根据需要，可以根据碟形弹簧的设计要求和使用条件调整以上公式的系数和参数。
在实际设计和计算碟形弹簧时，还需要考虑以下几个重要因素：1.弹片数量（n）：碟形弹簧的弹片数量决定了碟形弹簧的负荷能力和变形能力。
适当选择弹片数量，可以有效平衡负荷和变形需求。
2.弹片宽度（t）：碟形弹簧的弹片宽度和厚度对弹簧的刚度和变形特性有重要影响。
较小的弹片宽度可以增加碟形弹簧的变形能力，但会导致刚度降低。
3.材料选择：碟形弹簧的材料选择应根据具体要求和负荷条件来确定。
一般常用的材料有合金钢、不锈钢等。
材料的选择直接影响碟形弹簧的弹性模量和刚度。
4.碟形弹簧的工作环境和使用条件也需要考虑，如温度、湿度、腐蚀等因素对材料和结构性能的影响。
碟形弹簧设计
碟形弹簧设计设计要求：选用碟形弹簧的最小内径不得小于140mm,外径小于315mm,弹簧在不受载荷时总的自由长度不能超过600mm,同时弹簧产生的能量能够达到4000J。
弹簧压缩变形量为100,那么弹簧所受到的载荷约为100000N。
材料选择：弹簧材质选用60Si2MnA,其化学成分应符合GB/T1222的要求。
则根据弹簧所用材料可知弹性模量E=2.06*105N/mm2,泊松比u=0.3，结构型式：由于d>140mm,查表可知该弹簧属于非常用碟形弹簧尺寸系列，在GB/T中选取d=142mm的弹簧3种，尺寸如下表所示：弹簧D/mm d/mm t(t’)/mm h/mm H/mmAGB/T1972 280 142 16(14.75) 6 22 BGB/T1972 280 142 13(12) 7.5 20.5 CGB/T1972 280 142 10 (9.2) 7.5 17.5由表可以知道，采用单片弹簧是不能满足要求的，故采用组合形式，方案一采用C系列弹簧对合组合，方案一：选用C系列弹簧对合组合，其结构形式如下图1所示图1D=290mm,根据弹簧手册公式：F c =214uE -.2130D K t h .24K式中E=2.06*105N/mm 2,u=0.3,无支撑面弹簧K 4=1，根据手册可知当C=2时，根据公式K 1=()[]()()cc c c c ln /21/1/112--+-•π得K1=0.69，F c =129069.05.1083.011006.242325⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=125539N 1255391000001=C F F =0.79根据h 0/t=0.90和F 1/F c =0.79查弹簧手册图C.1图C.1查出f/h 0=0.67,所以变形量为f 1=0.67⨯7.5=5.025,又因为要满足变形量为100mm,所以需要碟片数i ， i=1f f z =025.5100=19.9 所以取20片，则未加载荷时自由高度H z =i 0H ⨯ 即 H z =20*17.5=350mm,在加入载荷后H 1= H z –f z =350-5.02520⨯=249.5 mm 则弹簧变形能：U=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛•-12)1(220242221524t f t h K K t f D K t u E 所以U=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯-⨯⨯1102025.5105.7110025.528069.0103.011006.22222525 =263899N •mm所以总变形能U z = i ⨯U =20 ⨯ 263899=5118995 N •mm=5277.9J ，总之在弹簧变形量为100mm 时，弹簧的储能达到5277J ，满足条件。
碟簧计算方法
碟簧计算方法-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One12 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。
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=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= 总变形量为，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；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88472=17694N ，预压后碟簧高度为。
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。
也可以用MUBEA提供的专门计算程序进行计算，非常方便。
3。
碟形弹簧
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）
类别
碟簧厚度
1.231
1.242
1.253
1.264
1.378
1.397
1.416
1.435
1.453
3.00
3.05
3.10
3.15
3.20
0.788
0.790
0.791
0.792
0.793
1.426
1.435
1.445
1.454
1.463
1.738
1.755
1.772
1.789
1.806
4.00
4.05
4.10
静载荷是指作用的载荷不变或在长时间内偶有变化，在规定寿命内变化次数小于1× 次。如安全阀用碟簧、轴承予紧用碟簧等只受静载荷。为了保证碟簧的自由高度的稳定性，取压平时的 接近材料的屈服极限，对于60 和 A制的碟簧，可取 1400～1600MPa。
（2）变载荷作用下碟簧许用应力
变载荷是指作用的载荷（应力）在初加载荷与工作载荷之间循环变化，在规定寿命内变化次数大于 次。在无限寿命时可以承受大于等于 次加载变化而不破坏，而在有限寿命时可以承受 ～ 次的加载变化直至破坏。普通碟簧的一般工作情况是从初压位置﹤变形量f=(0.15～0.20)ho﹥时最小变形与应力开始到f=0.75ho时的最大变形与应力之间变动。因此碟簧都是在交变应力工况下工作，其主要失效形式为弹力衰减和疲劳断裂。碟簧的疲劳源都是在碟簧下表面爱拉应力的内圆周Ⅱ点和外圆周Ⅲ点处。虽然以上两点并不是最大的应力点，但是由反复变化的拉应力产生的疲劳裂纹是发展性的，因此在应力大小达到一定的值，应力循环交次数达到一定的值时簧片将断裂。为了保证变载荷下碟簧的强度，必须核验簧片的下表面拉应力是否小于疲劳极限应力。
碟簧计算方法
碟簧计算方法Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020一．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。
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-3000
0 0 0.00
0.05
0.10
0.15 travel in mm 1 spring
0.20
0.25
-3500 0.30
1 load points of one spring height l travel s load F mm mm N 0.550 0.000 0 0.488 0.062 45 0.363 0.187 104 0.300 0.250 126
characteristic of spring
140
points 1 to 5 load F
sI
2000
126
120
s II
s III
1500 1000
s OM
100
104
500
0 springload in N 80 -500
-1000
stress in MPa
60
45
-1500 40 -2000
sI 0 -148 -293 -436 -576 -714 -849 -982 -1113 -1241 -1366 -1489 -1610 -1728 -1843 -1956 -2067 -2175 -2281 -2384 -2485 -2583 -2679 -2773 -2864 -2952
calculated stresses s II s III MPa 0 0 27 68 56 134 88 199 122 263 158 325 197 386 239 446 283 504 329 561 378 616 430 671 484 724 540 775 599 826 660 875 724 922 790 968 859 1013 930 1057 1004 1099 1080 1140 1158 1180 1239 1218 1323 1255 1409 1290 1 spring mm mm mm mm mm at
dimensions outer diam.: D e= inner diam.: Di = thickness: t= red. thickness: t'= spring height: l0= material: 50 CrV 4 Youngs-modulus: 206000 MPa
8.00 3.20 0.30 0.30 0.55
loadpoint 0 1 2
sI
s OM
-876 -2354
-330 -996
Flat 0.300 0.250 126 -2952 1409 1290 -1332 0.300 0.250 specification material: 50 CrV 4 Youngs-modulus: 206000 MPa surface finish: shot peening temperature: 20 ° C corrosion prot.: phosphated and oiled fatigue life of Mubea springs more than 2 Mio. load cycles (Pü =99%) travel: remarks Load tolerance: tolerance inner diam.: tolerance outer diam.: +25 / -7,5% at 75% of h0 of one spring 3.200 mm to 7.850 mm to 0.13 mm between l 1 : 0.49 mm and l 2 :
load points of one spring travel s load F mm N 0.000 0 0.010 8 0.020 16 0.030 24 0.040 31 0.050 38 0.060 44 0.070 50 0.080 56 0.090 62 0.100 67 0.110 72 0.120 77 0.130 81 0.140 86 0.150 90 0.160 94 0.170 98 0.180 102 0.190 105 0.200 109 0.210 112 0.220 116 0.230 119 0.240 122 0.250 126
remarks max upper stress: max compress. stress: 1300 MPa -3600 MPa
setting at 20° C: setting at 100° C:
0.3 % after 48h 4.8 % after 48h
1.0 % after 1000h 6.4 % after 1000h
I t’ II h0 Di De l0
2016/11/8
characteristic of spring
140
120 100 80
III
dimensions outer diam.: inner diam.: thickness: red. thickness: spring height: data h0/t= h0 /t =
mm mm mm mm mm at 20 ° C
loadpoint 0 1 2 Flat
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17 0001 project: 0
2016/11/8 0
Muhr und Bender, Tellerfedern und Spannelemente GmbH, Postfach 120, 57564 Daaden phone.: sales: 02743/806-184, -194, Fax.:-188; engineering: 02743/806-268, -134, -135, Fax.: -292
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ6
0.36 mm
3.320 8.000
mm mm
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0.250 mm 0.250 mm 2.500
travel in mm 1 spring 1 load points of one spring height l travel s load F mm mm N 0.550 0.488 0.062 45 0.363 0.187 104 calculated stresses s II s III MPa 205 908 398 1044 load points of one spring height l travel s load F mm mm N 0.550 0.488 0.062 45 0.363 0.187 104
load points of one spring height l travel s load F mm mm N 0.55 0.000 0 0.54 0.010 8 0.53 0.020 16 0.52 0.030 24 0.51 0.040 31 0.50 0.050 38 0.49 0.060 44 0.48 0.070 50 0.47 0.080 56 0.46 0.090 62 0.45 0.100 67 0.44 0.110 72 0.43 0.120 77 0.42 0.130 81 0.41 0.140 86 0.40 0.150 90 0.39 0.160 94 0.38 0.170 98 0.37 0.180 102 0.36 0.190 105 0.35 0.200 109 0.34 0.210 112 0.33 0.220 116 0.32 0.230 119 0.31 0.240 122 0.30 0.250 126
stiffness N/mm 851 810 770 733 697 663 630 599 570 542 516 492 469 448 429 411 396 381 369 358 349 341 335 331 329 328
dimensions outer diam.: D e= inner diam.: Di = thickness: t= red. thickness: t'= spring height: l0= material: 50 CrV 4 Youngs-modulus: 206000 MPa
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