单片碟形弹簧设计计算方法
（完整版）碟簧计算方法
（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。
碟簧计算方法范文
碟簧计算方法范文碟簧是一种常用的弹簧装置，常用于汽车避震系统、工程机械和家用电器中。
它由一根金属带组成，可以在外力作用下发生弯曲变形，从而产生弹性力。
碟簧的计算方法主要包括如下几个方面：设计规范的选择、碟片数量和布置、材料选择、弹性系数计算、碟簧的刚度和挠度计算。
首先，设计规范的选择是碟簧计算中的首要步骤。
不同的应用领域需要遵守不同的设计规范，如汽车工程师可以遵循SAEJ1231和J1864标准。
选择适当的设计规范有利于确保碟簧的性能和安全。
其次，需要确定碟簧的数量和布置。
碟簧的数量和布置会影响系统的刚度和性能。
通常情况下，碟簧的数量越多，整体的刚度越大。
此外，碟簧的布置需要根据具体应用情况进行设计，以满足特定的载荷和挠度要求。
材料选择是碟簧计算中的另一个重要因素。
常见的碟簧材料有钢、铁、铝和合金等。
材料的选择应综合考虑碟簧的强度、刚度、耐疲劳性和耐腐蚀性等要求，同时还要考虑制造成本和重量等因素。
确定材料后，需要计算碟簧的弹性系数。
弹性系数是衡量材料抵抗弯曲变形的能力的指标，通常用弹性模量表示。
计算弹性系数需要考虑材料的力学性能和几何特征。
碟簧的弹性系数主要取决于材料的弹性模量和几何形状。
通过弹性系数和几何尺寸，可以计算碟簧的刚度和挠度。
碟簧的刚度是指在受到一定荷载时产生的变形量和恢复力的关系。
碟簧的挠度是指在受到荷载时，碟簧发生的最大变形量。
这些计算可以通过解析方法、数值模拟和试验等途径进行。
在碟簧计算中，还需要考虑碟簧的疲劳寿命。
碟簧在长期受到往复荷载作用下，会发生疲劳破坏。
为了保证碟簧在使用寿命内不会发生破坏，需要进行疲劳强度计算。
这可以通过应力振幅和循环寿命之间的关系来进行。
综上所述，碟簧计算方法需要依次进行设计规范的选择、碟片数量和布置的确定、材料选择、弹性系数计算、碟簧的刚度和挠度计算以及疲劳寿命的评估。
通过这些计算，可以确保碟簧在设计和使用过程中具有良好的性能和安全性。
碟簧的选用计算1
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。
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
碟形弹簧的介绍及选型计算说明
碟形弹簧的介绍及选型计算说明碟形弹簧是一种由薄板材料制成的弹簧，具有压缩、拉伸和扭转的弹性变形特性。
它由许多个圆形或圆环形的弹簧片叠加而成，这些弹簧片呈圆盘状排列。
碟形弹簧通常用于承受相对较大的载荷或需要较大的位移的应用。
下面对碟形弹簧的选型和计算进行详细说明。
1.碟形弹簧的选型在选型碟形弹簧时，需要考虑以下几个因素：-载荷：明确弹簧所需承受的最大静载荷和动载荷，以确保弹簧能够提供足够的弹性变形。
-位移：确定弹簧所需变形量的最大值，以确保选择的弹簧能够提供足够的位移。
-工作环境：考虑环境温度、湿度、振动等因素，选择能够适应工作环境的材料和表面处理方式。
2.弹簧刚度计算刚度是弹簧的一个重要参数，表示单位变形量下所受到的力。
对于碟形弹簧来说，可以通过以下公式计算弹簧的刚度：K=(d^4*G)/(8*D^3*N)其中，K表示弹簧刚度，d表示弹片的厚度，G表示材料的切变模量，D表示弹簧直径，N表示弹片数量。
3.力的计算当弹簧受到外力作用时，会产生弹性变形以抵抗外力。
弹簧所受的力可以通过以下公式计算：F=K*X其中，F表示弹簧所受的力，K表示弹簧的刚度，X表示弹簧的压缩或拉伸位移。
4.弹簧片数量的选择弹簧片数量的选择与弹簧的负载能力和位移要求密切相关。
一般来说，弹簧片数量越多，弹簧的负载能力越大，但位移能力会减小。
因此，在选择弹簧片数量时需要综合考虑负载能力和位移要求，找到一个平衡点。
5.材料的选择-弹性模量：一般选择高弹性模量的材料，以提高弹簧的刚度和负载能力。
-耐腐蚀性：根据工作环境的要求，选择能够在特定条件下耐腐蚀的材料。
-温度范围：根据工作温度的要求，选择能够在特定温度范围内保持稳定性能的材料。
总之，碟形弹簧的选型和计算需要综合考虑载荷、位移、工作环境等多个因素，并根据具体需求来选择合适的弹簧片数量和材料。
准确的选型和计算可以保证弹簧在工作过程中可以提供稳定的弹性变形和可靠的功能。
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.。
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。
碟形弹簧计算范文
碟形弹簧计算范文碟形弹簧是一种特殊的弹簧结构，广泛应用于各种机械系统中。
它的独特设计使得其具有较大的变形能力和较高的负荷能力。
在工程实践中，我们需要对碟形弹簧进行计算，以确定其设计参数和性能。
本文将介绍碟形弹簧的计算方法及相关理论知识。
一、碟形弹簧的结构形式及基本参数碟形弹簧一般由若干个弹簧叶片组成，呈圆环形状。
其主要参数包括弹簧片数、内径、外径、高度、材料及加工工艺等。
其中，弹簧片数是一个重要的设计参数，它直接影响到碟形弹簧的刚度和负荷能力。
二、碟形弹簧的刚度计算碟形弹簧的刚度是指单位变形时的载荷增加量，通常用N/mm或N/m 表示。
碟形弹簧的刚度计算可以采用以下公式：k=3N/(2πb^3)其中，k表示碟形弹簧的刚度，N表示弹簧的负荷，b表示弹簧片的宽度。
三、碟形弹簧的变形计算碟形弹簧的变形与载荷之间存在一定的函数关系，通常采用下列公式来计算变形：δ = (N/(kb))^3 * 6(1−ν^2)/(Et^3)其中，δ表示碟形弹簧的变形，N表示弹簧的负荷，k表示碟形弹簧的刚度，b表示弹簧片的宽度，ν表示弹簧材料的泊松比，E表示弹簧材料的弹性模量，t表示弹簧片的厚度。
四、碟形弹簧的疲劳寿命计算在工程实践中，碟形弹簧一般需要承受反复变换的载荷，因此需要进行疲劳寿命计算。
碟形弹簧的疲劳寿命计算一般采用极限应力法或应力循环法。
极限应力法：碟形弹簧的疲劳寿命与应力幅值有关，可以通过应力幅值与疲劳强度系数之间的关系来计算。
具体计算公式如下：N_f=(S_a/(k_b))^b其中，N_f表示碟形弹簧的疲劳寿命，S_a表示碟形弹簧的应力幅值，k_b和b分别为疲劳强度系数和材料的强度指数。
应力循环法：碟形弹簧的疲劳寿命与应力循环次数有关，可以通过应力循环次数与应力循环寿命之间的关系来计算。
具体计算公式如下：N_f=(N_r)^b其中，N_f表示碟形弹簧的疲劳寿命，N_r表示碟形弹簧的应力循环次数，b为材料的强度指数。
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。
碟形弹簧的计算设计及制造
碟形弹簧的计算设计及制造【摘要】本文主要围绕碟形弹簧的计算设计及制造展开讨论。
在首先介绍了碟形弹簧的背景和研究意义，然后对相关文献进行了综述。
接着在介绍了碟形弹簧的设计原理、计算方法和制造工艺，并探讨了其应用领域和未来发展方向。
在强调了碟形弹簧在工程领域的重要性，总结了本文的研究成果，并展望了碟形弹簧未来的发展趋势。
通过本文的研究，读者将更加深入了解碟形弹簧的设计与制造，对相关领域的工程技术也会有更多的启示和帮助。
【关键词】碟形弹簧、设计、计算、制造、应用领域、未来发展、工艺、工程领域、结论、展望未来、文献综述、设计原理、重要、背景介绍、研究意义。
1. 引言1.1 背景介绍碟形弹簧是一种具有独特形状和功能的弹簧，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车工业等领域。
碟形弹簧由多个相互重叠的弯曲片组成，具有较大的挠度和扭转刚度。
在机械工程领域，碟形弹簧常用于传动系统、减震系统、悬挂系统等。
由于其结构紧凑、重量轻、寿命长等优点，碟形弹簧逐渐成为各类机械设备中不可或缺的部件之一。
随着科技的进步和工业的发展，碟形弹簧的设计与制造也日益受到重视。
有效地设计和制造碟形弹簧，不仅可以提高机械设备的性能和可靠性，还可以节约成本和减少资源浪费。
深入研究碟形弹簧的计算设计及制造工艺，对于推动工程领域的发展具有重要意义。
本文旨在系统总结碟形弹簧的设计原理、计算方法、制造工艺、应用领域及未来发展方向，旨在为相关研究提供参考，促进碟形弹簧技术的进步和应用。
1.2 研究意义碟形弹簧在机械传动系统中起着重要作用，其设计合理与否直接影响到传动系统的稳定性和性能。
通过研究碟形弹簧的设计原理和计算方法，可以帮助工程师更加准确地选择合适的参数，提高传动系统的可靠性和传动效率。
碟形弹簧在航空航天、汽车制造、船舶制造等领域也有着重要的应用。
通过研究碟形弹簧的制造工艺，可以提高生产效率，降低生产成本，推动相关行业的发展。
1.3 文献综述在早期的研究中，碟形弹簧的设计和制造一直是一个备受关注的领域。
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。
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
碟簧的设计计算（机械设计手册3）
P……单个碟簧的载荷（N）
P C……压平时的碟形弹簧载荷计算值（N）
τ……碟簧厚度（mm）
D……碟簧弹簧外径（mm）
d……碟簧弹簧内径（mm）
f……弹片碟形弹簧的变形量(mm)
h o……碟形弹簧压平时变形量的计算(mm)
E……弹性模量(Mpa)
μ……泊松比,取0.3
K 1 K 4---计算系数
注：C=D/d
弹簧外径
弹簧内径系数C K1 系数2414 1.7142857140.618453
f≠ho K1 系数K4 系数
E弹性模量(Mpa)μ泊松比t碟簧厚度(mm)f弹片弹簧变形量(mm)0.61845286212060000.30.90.45f=ho时即最大载荷
K1 系数K4 系数
E弹性模量(Mpa)μ泊松比t碟簧厚度(mm)h0压平时变形量(mm)0.6184528621
2060000.30.90.6
浮动球阀的预紧力阀座密封外圈阀座密封内圈最小预紧比压
预紧力24190.6101.265
p为在变形f下的力
h0压平时变形量(mm)P弹簧载荷(N)
0.6898.375851 P弹簧载荷(N)
1000.64037。
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。