27.2.1 单片碟形弹簧的计算
1.A型(无支承面)碟形弹簧
当力作用在图27-3a所示的Ⅰ、Ⅲ点位置时,单片碟形弹簧按下列公式计算:
极限行程
h0=H-δ (27-1)
弹簧载荷

当f=h0时

单片碟形弹簧特性曲线与
有关,不同
值的特性曲线如图27-4所示。
计算应力


弹簧刚度

弹簧功

式(27-4)~式(27-9)中
f——单片弹簧变形量(mm);
C——外径和内径之比D/d;
α、β、γ——辅助量,分别由下列公式计算:

图27-3 碟簧受力图
a)A型—无支承面 b)B型—有支承面

式中 μ——泊松比,弹簧钢取μ=0.3

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图27-4 按不同h0/δ值计算求得的碟簧特性曲线
当材料为弹簧钢,取E=2.0×105MPa时,其值也可由表27-7查取。
表27-7 α、β、γ系数值

(续)

(续)

(续)

2.B型(有支承面)碟形弹簧
B型碟形弹簧(见图27-3b)和A型弹簧的外、内径D、d和自由高度H相同,但厚度δ′不同。在外部施加产生相同的f=0.75h0变形量时,两种弹簧的载荷相等,在其他变形量时,两种弹簧的载荷有差异。计算时,可以把B型碟簧看作是A型碟簧的“等效弹簧”。这种“等效弹簧”在应用式(27-2)~式(27-12)时应注意下列事项:
1)极限行程
h″=H-δ′ (27-13)
2)α、β、γ值的A型碟簧相同。
3)δ以δ′代入,h0以h′=ηh″代入,f以f′=ηf″代入。此处f″为对应于h″的变形量;η为有支承面弹簧的杠杆臂比值,它与直径比
值有关,与支承面宽度系数
有关。K值在以下范围内选取
90≤K≤200
一般取K=150

η值可由图27-5中查取。
4)对于弹簧载荷和刚度,在公式中代入δ′、h′、f′求得值后,还应分别乘以η和η2,即
F″=ηF
k″=η2k
5)如碟簧有支承面,但不减薄,公式中厚度仍用原δ′代入,其他计算公式均与式(27-11)~式(27-14)相同。

图27-5 η值和δ′/δ的关系