弹簧设计计算
弹簧设计的计算公式
弹簧设计的计算公式
常见的弹簧设计绝大部分是压缩螺旋弹簧或拉伸螺旋弹簧。
这两种弹簧设计，涉及下面的项目。
在这里将关于a），b），c）进行解说。
a）在使用范围内，弹簧负载和形变量：弹簧常数
b）安装弹簧的空间：长度x外形
c）弹簧的固定方法：弹簧的两端形状和固定方法
d）其他：弹簧刚度（永久变形），疲劳度
（1）弹簧常数和弹簧形状尺寸的关系式
弹簧的形变量和负载（力）的关系。
P ＝k x δ
P：弹簧负载
k：弹簧常数
δ：弹簧挠度（形变量）
（k：弹簧常数）用弹簧材料特性和弹簧形状可以用下述公式表达。
这个公式压缩螺旋弹簧和拉伸螺旋弹簧都适用。
k ＝P/δ＝G x d4／8 x n x D3 ・・・（A）
G：横向弹性系数（杨氏模量）
d：线径
n：有效匝数
D：平均线圈直径
通过使公式（A）变形，暂时设定D（平均线圈直径），d（线径），
k（弹簧常数）来计算有效匝数：n，或者根据已知的P，D，d，n ，来计算形变量：δ。
（2）弹簧的长度、外形的设计
弹簧长度是根据(允许形变量)与弹簧载荷之间的关系来选择和设计的。
(允许形变量)是会使弹簧变形或损坏的最大变形量（参考图1）。
弹簧的设计计算
名称与代号压缩螺旋弹簧弹簧直径d/mm由强度计算公式确定弹簧中径D2/mm D2=Cd弹簧内径D1/mm D1=D2-d弹簧外径D/mm D=D2+d弹簧指数C C=D2/d 一般4≤C≤6螺旋升角g/° 对压缩弹簧，推荐g＝5°～9°有效圈数n由变形条件计算确定 一般n>2总圈数n1压缩n1＝n＋(2~2.5)；拉伸n1＝nn1＝n＋(1.5～2)( YⅠ型热卷)；n1的尾数为1/4、1/2、3/4或整圈，推荐1/2圈自由高度或长度H0/mm两端圈磨平n1＝n＋1.5时，H0＝np+dn1＝n＋2时，H0＝np+1.5dn1＝n＋2.5时，H0＝np+2d两端圈不磨平n1＝n＋2时，H0＝np+3dn1＝n＋2.5时，H0＝np+3.5d工作高度或长度Hn/mm Hn＝H0－ln节距p/mm间距d/mm d＝p－d压缩弹簧高径比b b＝H0/D2展开长度L/mm L=pD2n1/cosg 弹簧弹力计算公式：压力弹簧的设计数据，除弹簧尺寸外，更需要计算出最弹簧常数：以k表示，当弹簧被压缩时，每增加 1mm距离的负荷(kgf/mm)；弹簧常数公式（单位：kgf/mm）：K=(G×ｄ４)／（８×Ｄｍ３×Ｎｃ） G=线材的钢性模数：琴钢丝G=8000 ；不锈钢丝G=7300；磷青铜线G=4500 ；黄铜线G=3500 d=线径 Do=OD=外径 Di=ID=内径 Dm=MD=中径=Do-d N=总圈数 Nc=有效圈数=N-2 弹簧常数计算范例:线径=2.0mm , 外径=22mm , 总圈数=5.5圈 ,钢丝材质=琴钢丝 K=(G×ｄ４)／（８×Ｄｍ３×Ｎｃ）＝（８０００×２４）／（８×２０３×３．５）＝０．５７１ｋｇｆ／ｍｍ拉力弹簧拉力弹簧的 k值与压力弹簧的计算公式相同。
拉力弹簧的初张力：初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力，初张力在弹簧卷制成形后发生。
弹簧的k值计算公式(二)
弹簧的k值计算公式(二)弹簧的k值计算公式弹簧的k值（弹性系数）是衡量弹簧强度和刚度的重要参数。
在弹簧的设计和应用过程中，计算k值是必不可少的步骤。
本文将列举几种常见的弹簧k值计算公式，并用例子进行说明。
1. 无扭转弹簧的k值计算公式线圈弹簧（拉伸弹簧）的k值计算公式：k = (G * d⁴) / (8 * D³ * n)其中：k：弹簧的k值（N/m）G：弹簧材料的剪切模量（N/m²）d：弹簧线径（m）D：弹簧直径（m）n：弹簧总匝数（个）例如，假设有一个线径为（5mm）、直径为（40mm）的线圈弹簧，弹簧材料的剪切模量为80 × 10^9 N/m²，总匝数为10个。
那么可以通过上述公式计算出该弹簧的k值：k = (80 × 10^9 * ()^4) / (8 * ()^3 * 10)≈ 15784 N/m因此，该线圈弹簧的k值约为15784 N/m。
扭转弹簧（扭簧）的k值计算公式：k = (G * d⁴) / (32 * D³ * n)其中的符号意义与线圈弹簧的公式相同。
2. 有扭转弹簧的k值计算公式杆弹簧（压簧）的k值计算公式：k = (E * d⁴) / (8 * D³ * n)其中：k：弹簧的k值（N/m）E：弹簧材料的弹性模量（N/m²）d：弹簧线径（m）D：弹簧直径（m）n：弹簧总匝数（个）例如，假设有一个线径为（5mm）、直径为（40mm）的杆弹簧，弹簧材料的弹性模量为200 × 10^9 N/m²，总匝数为20个。
那么可以通过上述公式计算出该弹簧的k值：k = (200 × 10^9 * ()^4) / (8 * ()^3 * 20)≈ 312500 N/m因此，该杆弹簧的k值约为312500 N/m。
总结弹簧的k值计算公式是根据弹簧的材料、几何尺寸和总匝数等参数进行推导的。
弹簧计算公式(压簧、拉簧、扭簧弹力)
压簧、拉簧、扭簧弹力计算公式压力弹簧压力弹簧的设计数据，除弹簧尺寸外，更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷；·弹簧常数：以k表示，当弹簧被压缩时，每增加1mm距离的负荷(kgf/mm)；·弹簧常数公式（单位：kgf/mm）：G=线材的钢性模数：琴钢丝G=8000，不锈钢丝G=7300，磷青铜线G=4500 ，黄铜线G=3500d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数Nc=有效圈数=N-2弹簧常数计算范例:线径=2.0mm , 外径=22mm , 总圈数=5.5圈 ,钢丝材质=琴钢丝拉力弹簧的 k值与压力弹簧的计算公式相同·拉力弹簧的初张力：初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力，初张力在弹簧卷制成形后发生。
拉力弹簧在制作时，因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同，使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。
所以安装各规格的拉力弹簧时，应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。
·初张力=P-（k×F1）=最大负荷-（弹簧常数×拉伸长度）·弹簧常数：以 k 表示,当弹簧被扭转时，每增加1°扭转角的负荷 (kgf/mm).·弹簧常数公式（单位：kgf/mm）:E=线材之钢性模数：琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200 ,黄铜线E=11200d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数R=负荷作用的力臂p=3.1416。
弹簧设计计算过程
弹簧设计计算已知条件：最小工作压力：F1=15N最大工作压力：F2=210N工作行程：h=15.5mm弹簧外径：D=17mm弹簧直径：d=3mm计算步骤：1），弹簧中径： D2=D-d=17-3=14mm2），弹簧指数C ： 214 4.73D C d === 3），弹簧工作圈数n ：21321()7700015.5322.1(22)8()8(21015)G d n F F C λλ-⨯⨯===-⨯-取 （查表得 剪切弹性模数G=77000）4），修正变形量λ1和λ2（1）最小工作载荷F1 ：2112315.5770003F =F 21014.1822 4.7N λλ-⨯⨯-=-=⨯⨯⨯⨯3（）Gd 8n c （2）弹簧刚度j ： 212101512.58/15.5F F j N mm h --=== （3）变形量λ1和λ21114.1 1.1212.58F mm j λ=== 2221016.6912.58F mm j λ=== 5），弹簧圈间隙δ：216.690.10.13 1.0622d mm n λδ=+=+⨯=（取1mm ） 6）弹簧节距P ：P=δ+d=1+3=4mm 7）弹簧自由高度H 0：01(0.5)221(240.5)392.5H n n d mm δ=+-=⨯+-⨯= （总圈数 n 1=n+2=24）8）实际极限载荷F lim ：lim 12.58221276.76F jn N δ==⨯⨯=弹簧的最大压缩量也就是最大工作负荷下的变形量F：F=Pn/P' 式中：Pn--最大工作负荷，N. Pn=πd^3/(3KD) [ τ ]式中：d--弹簧钢丝直径，mm. D--弹簧中径，mm. K--曲度系数，K=(4c-1)/(4c-4)+ 0.615/c c=D/d[ τ ]--弹簧的许用应力，MPa.P'--弹簧刚度，N/mm. P'=(Pn-P1)/h. 式中：P1--最小工作负荷，N。
弹簧的计算公式
c
最大许用压 力Ps(Kg.f) 2154.368051
弹簧常数K
（Kg/mm) 24
圈内径D1，弹簧圈中径D2，
差愈大，材料利用率低；反
18～40 4～6
用着：扭矩T=FRcosα ，弯 径）。由于弹簧螺旋角α的 因此，在弹簧丝中起主要作 F。这种简化对于计算的准
，只是扭矩T和切向力Q均 于圆形弹簧丝
丝曲率的影响，可得到扭
条件下钢丝直径
k
19531.25
N/M
7.68
；对于压缩弹簧总圈数n1 ，通常弹簧的有效圈数最 弹簧，刚度愈大，弹簧也 引起较大的切应力。此外， 。
进行稳定性的验算。（见 列情况取为：
稳时的临界载荷Fcr。一般
Fmax之值，以保证弹簧的 杆或导套，以免弹簧受载时图a ຫໍສະໝຸດ 图b 图c7～16 4～8
弹簧总圈数与其工作圈数间的关系为：
弹簧节距t一般按下式取：
（对压缩弹簧）；
t=d （对拉伸弹簧）； 式中：λmax --- 弹簧的最大变形量； Δ --- 最大变形时相邻两弹簧丝间的最小距离，一般不小于0.1d。
弹簧钢丝间距： δ=t-d ； 弹簧的自由长度： H=n·δ+(n0-0.5)d（两端并紧磨平）； H=n·δ+(n0+1)d（两端并紧，但不磨平）。 弹簧螺旋升角：
式中K为曲度系数。它考虑了弹簧丝曲率和切向力对扭应力的影响。一定条件下钢丝直径
3、弹簧的刚度 圆柱弹簧受载后的轴向变形量
式中n为弹簧的有效圈数；G为弹簧的切变模量。 这样弹簧的圈数及刚度分别为
对于拉伸弹簧，n1>20时，一般圆整为整圈数，n1<20时，可圆整为1/2圈；对于压缩弹簧总圈数n1 的尾数宜取1/4、1/2或整圈数，常用1/2圈。为了保证弹簧具有稳定的性能，通常弹簧的有效圈数最 少为2圈。C值大小对弹簧刚度影响很大。若其它条件相同时，C值愈小的弹簧，刚度愈大，弹簧也 就愈硬；反之则愈软。不过，C值愈小的弹簧卷制愈困难，且在工作时会引起较大的切应力。此外， k值还和G、d、n有关，在调整弹簧刚度时，应综合考虑这些因素的影响。
弹簧设计计算
弹簧设计计算弹簧在材料选定后，设计时需要计算出弹簧刚度F、中径D、钢丝直径d、有效圈数n、变形量f。
以下面弹簧设计为例；1.计算弹簧受力：假设弹簧端克服1个标准大气压，即推动钢球，则弹簧受力为：F=PA=1×105N/mm2×πd12 /4其中d1——钢球通道直径弹簧还须克服钢球下降重力：G=mρV=m×4ρπR3/3其中R——钢球半径弹簧受合力：F合=F+G考虑制造加工因素，增加1.2倍系数F′=1.2F合2.选材料:(一般选用碳素弹簧钢丝65Mn或琴钢丝)以65Mn为例,钢丝直径d=1.4mm3.查表计算许用应力:查弹簧手册8-10表中Ⅰ类载荷的弹簧考虑(根据阀弹簧受力情况而言) 材料的抗拉强度σb与钢丝直径d有关查表2-30(选用D组): σb=2150～2450Mpa安全系数K=1.1～1.3, 可取K=1.2, 则σb=1791.7～2041.7 Mpa因此σb=1791.7Mpa(下限值)查表2-103,取切变模量G=78.8×103Mpa查表8-10,取许用切应力τs==0.5σb=0.3×1791.7=537.51Mpa 4.选择弹簧旋绕比C:根据表8-4初步选取C=105.计算钢丝直径:d≥1.6√KFC/[τ]其中K——曲度系数,取K=1.1～1.3F——弹簧受力6.计算弹簧中径:D=C d7.计算弹簧有效圈数:n=Gd4f/8FD3则总圈数n总=n+n1(查表8-6)8.计算试验载荷:Fs=πd3τs/8D9.自由高度:H0=nt+1.5d其中:t——初步估计节距t=d+f/n+δ1(δ1=0.1d)查表8-7系列值H0取整数10.节距计算:t=(H0-1.5d)/n11.弹簧螺旋角:(此值一般符合=5°～9°)α=arctan(t/πD)12.弹簧的稳定性验算:(b＜5.3,即可满足稳定性要求＝b=H0/D13.展开长度:L=πDn1/cosα14.弹簧刚度:F′=Gd4/8D3n14.弹簧载荷:F= F′×f15.弹簧试验变形:fs= Fs/ F其中在绘制弹簧图纸时,压紧弹簧时的长度L1(即受装配积压时的长度) 下弹簧对应受力F1,在阀开启时弹簧压缩的长度L2=L1+f,对应弹簧受力F2 例如:ZYB-1416N15-306H0=68.5 mm,装配时弹簧被压缩至37mm,阀开启时再次压缩8mm则L1=37,L2=37+8=45F1=37×F′F2=45 F′验算比较L2与Fs/ F的大小:若L2＞Fs/ F′重新设计刚度;反之设计合理。
弹簧设计基本公式
弹簧设计基本公式
以下是一些常见的弹簧设计公式：
1.线材应力公式：弹簧的线材应力是弹簧所承受的力和弹簧线材的横截面积之比。
线材应力可以通过以下公式计算：
σ=F/A
其中，σ是弹簧线材的应力，F是弹簧所承受的力，A是弹簧线材的横截面积。
2.弹簧刚度公式：弹簧的刚度是用来描述弹簧对外力的抵抗能力。
弹簧刚度可以通过以下公式计算：
k=(Gd^4)/(8nD^3)
其中，k是弹簧的刚度，G是弹簧材料的剪切模量，d是弹簧线材的直径，n是弹簧的有效圈数，D是弹簧的平均直径。
3.弹簧的最大应力和最大变形公式：最大应力和最大变形是弹簧的两个重要性能指标。
最大应力可以通过以下公式计算：
σ_max = 16F / (πd^3)
最大变形可以通过以下公式计算：
δ_max = (8Fn) / (πd^3G)
其中，σ_max 是弹簧的最大应力，δ_max 是弹簧的最大变形。
4.弹簧的自由长度公式：弹簧的自由长度是指弹簧未受到外力时的长度。
自由长度可以通过以下公式计算：
L_free = (n + 2) * d
其中，L_free 是弹簧的自由长度， n 是弹簧的有效圈数， d 是弹簧线材的直径。
这些是弹簧设计中常见的基本公式，通过这些公式可以计算和预测弹簧的各种行为和性能。
然而，弹簧的设计仍然是一个复杂的过程，需要考虑许多其他因素，如应力集中、疲劳寿命等。
因此，在进行弹簧设计时，还需要综合考虑其他相关的因素，以确保弹簧的可靠性和性能。
弹簧计算公式
弹簧计算公式弹簧计算公式是用来计算弹簧的弹力的数学公式。
弹簧是一种用来存储和释放能量的弹性元件，广泛应用于各种机械装置和工具中。
根据弹簧的形状和用途，可以分为压簧、拉簧和扭簧。
下面将分别介绍这三种弹簧的弹力计算公式。
1.压簧弹力计算公式压簧是一种用于承受压缩力的弹簧，通常由钢丝绕成螺旋形。
压簧的弹力与其形状、材料的物理性质以及受到的压缩力有关。
压簧的弹力计算公式如下：F=k*x其中，F表示弹簧的弹力，k是一个常数，称为簧系数，x是压簧的变形量。
压簧的弹力与其变形量呈线性关系，即弹簧的弹力与其压缩或拉伸的距离成正比。
簧系数k的大小取决于弹簧的材料和几何形状。
2.拉簧弹力计算公式拉簧是一种用于承受拉力的弹簧，通常由钢丝绕成螺旋形。
拉簧的弹力与其形状、材料的物理性质以及受到的拉力有关。
拉簧的弹力计算公式如下：F=k*x其中，F表示弹簧的弹力，k是一个常数，称为拉簧的刚度系数或簧系数，x是拉簧的变形量。
拉簧的弹力与其变形量呈线性关系，即弹簧的弹力与其拉伸或压缩的长度成正比。
簧系数k的大小取决于弹簧的材料和几何形状。
3.扭簧弹力计算公式扭簧是一种用于承受扭转力的弹簧，通常由钢丝绕成螺旋形。
扭簧的弹力与其形状、材料的物理性质以及受到的扭转力矩有关。
扭簧的弹力计算公式如下：T=k*φ其中，T表示弹簧的扭力，k是弹簧的刚度系数或簧系数，φ是弹簧的扭转角度。
扭簧的弹力与其扭转角度成正比。
簧系数k的大小取决于弹簧的材料和几何形状。
需要注意的是，以上的公式都是基于线性弹性假设的情况下推导出来的。
实际上，弹簧的变形行为通常是非线性的，因此在计算弹力时需要考虑非线性效应，例如在变形量较大或载荷较高的情况下。
除了弹力的计算公式，还可以根据实际需要计算弹簧的弹性系数、刚度系数、临界长度等参数。
这些参数对于设计和选择弹簧具有重要意义，可以保证弹簧在工作过程中具有足够的弹性和耐力。
弹簧设计计算公式
作成：褚承焱 /21-02 011-0
螺 旋 弹 簧 设 计 计 算
拉力弹簧设计计算 G×d4 8×n×D
3
注: 加工上可达到理论初装力的5%20 0~0% 弹簧设计时推荐采用的绕旋比( 中径/ 线径的值) ~4 为41 弹簧设计时推荐采用的细长比( 自由长/ 中径的值) .~ 为084 弹簧设计时推荐的有效圈数为最少2 卷 在保证指定高度的荷重时弹簧的变形量应在最大变形量的2%8% 0~0之间( 最小变形量应大于30m .m) 在要求保证K 值时弹簧的变形量应在最大变形量的3%7值(gm k /m
2
SC W、SO W、SP WC SS0 、SS 0、SS1 U34 U 32 U36 不鏽鋼線SS3 U61 破銅線 磷青銅線 黃銅線
81 X0 71 X0 7.5X10
3 3 3 3 3
2X0 11 1X0 91 21X10
3
3 3
451 .X0 431 .X0 41 X0
a：活动力臂长度 2 C ：绕旋比 σb ：材料的抗拉强度
应力选取范围 类型 压簧 拉簧 扭簧 循环次数 τ0 τ0 σ 100 00 04σb .5 03σb .6 07σb .5 100 000 03σb .7 02σb .9 06σb .3 1000 000 03σb .5 02σb .8 05σb .7 1000 0000 03 .σb 02σb .5 05σb .0
3
1X0 31 1X0 01 1X0 01
3 3 3
压力弹簧设计计算 K= G×d
4
8×n×D3
P=K×δ
８ＤＰ 应力τ0 = πｄ3
扭力弹簧设计计算 K= E×d4
3667×n×D+389×(a1+a2)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
62724.63
0.367
B100
2.8
3.5
13186.81
15846.15
0.800
依据 h0/t；F/Fc 由特性曲线图7.2-2查得：f1/h0 之比值（f1：在工作载荷F下的变形量）
弹簧
h0/t
F/Fc
f1/h0（查表得出）
h0（mm）
f1（mm）
C100
6.2
2.7
9
K4计算
K4=[（C1/2 - C1/2+C2）½ ]½
弹簧
C1
C2
K4
K4取值
C1/2
A100 47.603 48.603
3.9106
1
B100 10.000 11.000
1.0000
C100 3.809
4.809
1.0000
碟簧压平时需用载荷计算: Fc
由 C=D/d = 100/51 = 1.96，从表7.2-5查得 K1=0.686
碟簧总自由高度 Hz（mm）
31.5
[4μ(R2³-R1³)]
3 Mf（R2²-R1²)/[4μ(R2³ -R1³)]
0.0002912
1318.681319
5/32×(H0/t-1)²+1 1.021006944
C1×{5/32×(H0/t-1)²+1} 48.60330579
Fc验算
4E/(1-μ²)
方案二采用复合组合碟形弹簧
复合组合碟形弹簧设计计算 一、碟簧片数i计算 i =Fcz/F (《机械设计手册》第2卷P7-31 表7.2-6中的公式）
1、碟簧压缩工作载荷 F 计算 ⑴ 要求摩擦片传递转矩为：Mf = 400Nm = 40 Kg·m ⑵ 取摩察系数μ=0.35 (无纲量） ⑶ 取摩察片外径D=2R2=125mm = 0.125m，内径d=2R1=40mm =0.04m。取碟簧总变形量为fz=10mm
×dr = 2F·r·dr/（R2²-R1²)
（R2²-R1²) = 2μF·r²·dr/（R2²-R1²) ) ·R1³/（R2²-R1²)
擦片外径，单位：m
R1为摩擦盘内径，单
验算 R1(m) 0.02
μ 0.35
(R2³-R1³)
（R2²-R1²)
0.000208
3 Mf（R2²-
R1²)
0.0032
碟簧压平时需用载荷: Fc = [4E/(1-μ²)]×[(t³h0K4²/(K1D²)]
23.8017 5.0000 1.9043
E(弹性模量
弹簧 MPa）2.06× μ(泊松比)
t（mm）
h0（mm）
K4
105
A100 206000
0.3
6
2.2
1.0000
B100 206000
0.3
3.5
2.8
C1=(t´/t）²/[(H0/4t - t´/t +3/4)(5H0/8t - t´/t +3/8)];将t´用t代替 C1=1/[(H0/4t - 1/4)(5H0/8t - 5/8)]
弹簧
H0（自由高 t(弹簧厚
度）/mm
度）/mm
C1
A100
8.2
6
47.603
B100
6.3
3.5
10.000
在摩擦片上，取半径为r,宽度为dr的环带，环带所受的工作载荷：
Fr = q ×2πr×dr ={（F/π（R2²-R1²)）}×2πr×dr
Fr = q ×2πr×dr ={ F/π（R2²-R1²)}×2πr×dr = 2F·r·dr/（R2²-R1²) ⑸ 环带所受的摩擦力矩为：Mr =Fr×μ×r = μ×r×2F×r×dr/（R2²-R1²) = 2μF·r²·dr ⑹ 作用在摩擦片上的总摩擦力矩(单面）为：
A100 0.367
0.210
0.18
2.2
0.396
B100 0.800
0.832
0.725
2.8
2.03
由 i = fz/f1得出碟簧对数如下：（fz = 10mm）
弹簧 f1（mm） fz（mm）
i
i（取值）
A100 0.396
10
25.253
25
B100
2.03
10
4.926
5
复合碟簧总高度:Hz=i×H0
作用在摩擦片上的总摩擦力矩(双面）为：
Mf = 4/3×F·μ[(R2³-R1³)/（R2²-R1²)]
⑺ 碟簧工作载荷 F = 3 Mf（R2²-R1²)/[4μ(R2³-R1³)]
式中：q 为摩擦比压，单位：N/m²； R2为摩擦片外径，单位：m
R1为
位：m ⑻ 弹簧工作载荷F计算
Mf （Kg.m）
R2(m)
R1(m)
μ
F（Kg）
40
0.06
0.02
0.35
1318.6813
F = 1318.681 (Kg)=13186.81（N)
验算
Mf（Kg.m） 40
R2(m) 0.06
2、碟簧设计计算
计算数据:拟采用外径Φ100mm的碟形复合组合弹簧
计算数据（从表7.2-2查得）
弹簧 D（外径）/mm d（内径)/mm t(弹簧厚度）/mm
1.0000
C100 206000
0.3
2.7
3.5
1.0000
从上面的计算结果看出：A100、B100系列的碟簧压平时的承载能力Fc（分别为959219N和15846N）均 以采用A100、B100系列的碟簧均能满足要求。而C100碟簧不能满足要求。
碟簧片数（i）计算
弹簧
h0（mm）
t（mm）
F(N）
C100
6.2
2.7
3.809
C2=C1/(t´/t）³×{5/32×(H0/t-1)²+1};将t´用t代替 C2=C1×{5/32×(H0/t-1)²+1};
弹簧
H0（自由高 t(弹簧厚
度）/mm
度）/mm
C2
C1
A100
8.2
6
48.603
47.60330579
B100
6.3
3.5
11.000
弹簧 i（取值）
H0
Hz
A100
25
8.2
205
B100
5
6.3
31.5
结论：采用B100复合组合碟形弹簧；碟簧参数如下
弹簧 D（外径）/mm d（内径)/mm t(弹簧厚度）/mm
h0（碟簧压平时
H0
变形量）/mm （自由高度）/mm
B100
100
51
3.5
2.8
6.3
簧 .2-6中的公式）
取碟簧总变形量为fz=10mm
Mf = ∫R1R2 Mrdr =∫R1R2 2μF ·r²·dr/（R2²-R1²) = 2/3×F·μ·r³×1/(R2²-R1²)|R1R2 = 2/3×F·μ·R2³/（R2²-R1²) - 2/3×F·μ·R1³/（R2²-R1²) = 2/3×F·μ[(R2³-R1³)/（R2²-R1²)]
t³h0K4²
905494.5055
K1D²
t³h0K4²/(K1D²)
475.2 6860 0.069271137
[4E/(1-μ²)]×[(t³h0K4²/(K1D²)] 62724.63397
5/32×(H0/t-1)²
0.134444444 0.021006944
C1/2+C2
K4验算
(C1/2+C2)½
C1/2-（C1/2+C2）½
{C1/2-（C1/2+C2）½}½
72.4050 16.0000 6.7130
8.5091 4.0000 2.5909
15.2925 1.0000
3.9106 1.0000