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