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皿ばね

1.1 記号及び単位
設計計算に用いる記号及び単位を表1に、皿ばねの形状及び各部の記号を図1に示す。なお、角部IIの面取り量は、角部I及びIIIのR以上とする。

図1 皿ばねの形状及び各部の記号
1.2 計算に用いる係数



1.3 荷重の計算
荷重Pは角部のR面取りを考慮した補正項
をいれ、次による。


表1. 計算に用いる記号及び単位

記号 単位 記号の意味
D mm 皿ばねの外径
d mm 皿ばねの内径
t mm 皿ばねの厚さ
H0 mm 皿ばねの自由高さ
h0 mm 皿ばねの全たわみ量(H0-t
E mm
N/
材料の縦弾性係数
(E=2.06×
v -- 材料のポアソン比(0.3)
P N 皿ばねに負荷される荷重
δ mm 皿ばね単体のたわみ量
σI N/ 位置Iの応力
σII N/ 位置IIの応力
σIII N/ 位置IIIの応力
σIV N/ 位置IVの応力
PG N ばねを組み合わせた時の荷重
δG mm ばねを組み合わせた時のたわみ量
n 並列に重ねた枚数
m 直列に組み合わせた組数
L0 mm ばねを組み合わせた時の自由高さ
R mm 角部の面取り半径


1.4 応力の計算
図2に示す位置I,II,III及びIVの各角部の応力を計算する。正の場合には、引張り応力であり、負の場合には、圧縮応力である。



1.5 最大応力の角部発生位置 疲労寿命を検討する場合には、角部に発生する応力の内、最大応力が発生する位置で繰返し特性を検討する。皿ばねの最大応力発生位置は、外内径の比や全たわみ量と厚さの比によって異なってくる。そこで、これらの関係から最大引張り応力の発生位置を図2に示すので、これを参考に検討する。



図2 最大引張応力の位置


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