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碟簧型号选择1、碟簧选型图一 碟簧基本性能图二 碟簧的基本系数参数图三 系数表1.1、俯仰机构 根据已知的条件如下图所示:图四 碟簧压力表图五 碟簧受力曲线可知:碟簧预紧力7500N,压缩量92mm,压缩量在200mm时,受力16000N,刚度约为80KN/M。根据下图初步选定外径90内径46厚度3.5的碟簧(单个碟簧在完全压平后受力为1784.69kg,大于16000N)。下图为外径为80和90的碟簧参数。表一 碟簧参数(一)校核计算:1、单个碟簧的负荷 (1)其中: t=3.5mm d=46mm D=90mm h0=2.52、 单个碟簧变形量 由于采用的是对合组合,所以单个碟簧的受力等于初始受力,即预紧力根据:由图三可求出变形量为:,即 0.3 0.753、 碟簧组的变形量 升降时的变形量:L=6000/con3-6000=8.41mm 预紧时的变形量:L=92mm 4、 碟簧个数计算 碟簧的个数: N=L碟/f=92/1=92 弹簧个数: 92 个 所以碟簧总个数为92*2=184个5、 选用型号: B904635(参数见表一)6、 单边整个碟簧组刚度计算:与原系统基本一致。根据所选型号计算碟簧的受力曲线,见下图,红色部分为碟簧的运动位移行程(压缩量),具体计算结果见附件; 图六 碟簧组计算曲线7、 结论 经计算,若保证外形尺寸,即碟簧选用外径80,内径36,厚度3的型号,压缩量符合要求时,但是单个碟簧所承受的最大压力为14092.7N,低于最大压力16000N,不能满足实际要求。 故选用B904635,其数据如下: 单边碟簧个数94,比现有系统增加14个; 外径90,内径46,厚度3.5,现有系统外径80,内径36,厚度3; 自由长度564,比现有系统长124。2、翻转机构碟簧的选用 该处碟簧是用来替换翻转机构的拉簧,所以刚度就要由拉簧的刚度来转换,由下图可知:图七 拉簧受力曲线 可知,在拉簧预压行程100mm时,受力为500N,刚度约为5000N/M,在碟簧替代拉簧时,由于外径相近的碟簧刚度一般情况下比拉簧大,所以此处采取将碟簧上移,到旋转中心的位置约为原来的1/3,则此时拉力增加为原来的3倍,距离为原来的1/3。刚度近似45KN/M。由下表初步选定外径60,内径20.4厚度2,表二 碟簧参数(二)校核计算:1、碟簧负荷其中: t=2mm D=60mm h0=2.1计算得: 2、单个碟簧变形量 拉簧预紧力F拉=500N 由于碟簧的位子上移动拉簧和转动中心1/3位置,预紧力就是拉簧预紧力的3倍 根据图三计算单个形变量():取,即3、碟簧组的变形量 原拉簧行程: 100mm 改变后碟簧行程: L=33.3mm4、碟簧个数计算 碟簧的个数:N=L碟/L单=33.3/0.35794 所以选取94个碟簧 总的碟簧个数94*2=184个 型号:B602022 刚度 根据所选型号计算碟簧的受力曲线,见下图,红色部分为碟簧的运动位移行程(压缩量),具体计算结果见附件。图七 碟簧受力曲线5、 结论根据以上几种计算,满足要求。三、 初始碟簧计算(外径80,内径36,厚度3) 原系统的刚度:7500/92=81.521、单个碟簧的负荷 (1)其中: t=3mm d=36mm D=80mm h0=2.78、 单个碟簧变形量 由于采用的是对合组合,所以单个碟簧的受力等于初始受力,即预紧力由于,根据表三可得:可求出变形量为:,即1.0269、 碟簧组的变形量 升降时的变形量:L=6000/con3-6000=8.41mm 预紧时的变形量:L=92mm 10、 碟簧个数计算 碟簧的个数: N=L碟/f=92/1.161=79.24 弹簧个数: 80 个 88 所以碟簧总个数为80*2=160个11、 选用型号: B803630 表三 碟簧参数(三)12、 单边整个碟簧组刚度计算:5558 5558/88=63与原系统基本一致。根据所选型号计算碟簧的受力曲线,见下图,红色部分为碟簧的运动位移行程(压缩量),具体计算结果见附件; 图八 碟簧组计算曲线图九 计算结果13、 结论 如上图所示,压缩量在108时,刚度为9186.7/108=85.5与原系统,计算结果都基本相近。经计算,碟簧选用外径80,内径36,厚度3的型号,压缩量符合要求时,但是单个碟簧所承受的最大压力为14092.7N,低于最大压力16000N。四、更改后的碟簧计算该处碟簧是用来替换翻转机构的拉簧,所以刚度就要由拉簧的刚度来转换,由下图可知:图七 拉簧受力曲线 可知,在拉簧预压行程100mm时,受力为500N,刚度约为5000N/M,在碟簧替代拉簧时,由于外径相近的碟簧刚度一般情况下比拉簧大,所以此处采取将碟簧上移,到旋转中心的位置约为原来的1/3,则此时拉力增加为原来的3倍,距离为原来的1/3。刚度近似45KN/M。由下表初步选定外径28,内径14.2厚度1.5,表四 碟簧参数(四)校核计算:1、碟簧负荷其中: t=1.5mm D=28mm h0=0.65计算得: 2、单个碟簧变形量 拉簧预紧力F拉=500N 由于碟簧的位子上移动拉簧和转动中心1/3位置,预紧力就是拉簧预紧力的3倍 根据图三计算单个形变量()取,即3、碟簧组的变形量 原拉簧行程: 100mm 改变后碟簧行程: L=33.3mm4、碟簧个数计算 碟簧的个数:N=L碟/L单=33.3/0.26128 所以选取128个碟簧 总的碟簧个数128*2=256个 型号:B281415 刚度 根据所选型号计算碟簧的受力曲线,见下图,红色部分为碟簧的运动位移行程(压缩量),具体计算结果见附件。图七 碟簧受力曲线6、 结论根据以上几种计算,满足要求。
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