27.2.1  单片碟形弹簧的计算

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

图示

f=h0

图示

单片碟形弹簧特性曲线与图示有关,不同图示值的特性曲线如图27-4所示。

计算应力

图示

图示

弹簧刚度

图示

弹簧功

图示

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

αβγ——辅助量,分别由下列公式计算:

图示

图27-3 碟簧受力图

a)A型—无支承面 b)B型—有支承面

图示

式中 μ——泊松比,弹簧钢取μ=0.3

图示

图示(https://www.daowen.com)

图27-4 按不同h0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

图示

(续)

图示

(续)

图示

(续)

图示

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Dd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)αβγ值的A型碟簧相同。

3)δδ′代入,h0h′=ηh″代入,ff′=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,它与直径比图示值有关,与支承面宽度系数图示有关。K值在以下范围内选取

90≤K≤200

一般取K=150

图示

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ηη2,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。

图示

图27-5 η值和δ′/δ的关系