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.。