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皿ばね

表2に示す皿ばねを199.8mmにセットし、更に5.5mm撓ませたときの荷重と応力の計算例を示す。

4.1 計算に用いる係数
表2. 皿ばねの諸元

記号 単位 数値
D mm 50
d mm 25.4
t mm 3
H0 mm 4.1
h0 mm 1.1
E N/ 2.06×
n 2
m 30
R mm 0.3



4.2 荷重の計算
皿ばねを組み合わせたときの自由高さ L0 は以下のようになる。
取付時、最大時のたわみ δmin , δmax は以下のようになる。

並列2枚なので、組合せ荷重は 6911×2=13822N となる。
同様に δmin =0.623mm 時の単体荷重は Pmax =9576N となり、組合せ荷重は 9576×2=19152N となる。

4.3 応力の計算
δmin =0.44mm 時の各部の応力は

同様にδmax =0.623mm 時の各部の応力は、それぞれσI max =-1658 N/
σII max =1030 N/
σIII max =882 N/となる。
以上の計算結果から本皿ばねの荷重特性は表3のとおりとなる。

荷重
(N)
高さ
(mm)
たわみ
(mm)
応力(N/)
σI σII σIII
0 213.0 0 - - -
13822 199.8 13.2 -1196 702 639
19152 194.3 18.7 -1658 1030 882


4.4 寿命の推定
次に寿命の推定を行う。引張り荷重に相当する表3の角部II及びIIIの応力を図3にプロットし当てはめたものが図7である。プロットした点の直近の上にある線は200万回の線であるので、本ばねの寿命推定は200万回となる。


図7 皿ばねの繰り返し特性


計算式 設計応力の取り方 設計上の注意 計算例








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