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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します。

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/mm2 2.06 × 105
n 2
m 30
R mm 0.3

荷重の計算

皿ばねを組み合わせたときの自由高さ L0 は以下のようになります。

取付時、最大時のたわみ δmin , δmax は以下のようになります。

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

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/mm2
σII max =1030 N/mm2
σIII max =882 N/mm2となります。
以上の計算結果から本皿ばねの荷重特性は表3のとおりとなります。

表3.

荷重(N) 高さ(mm) たわみ(mm) 応力(N/mm)2
σI σII σIII
0 213.0 0
13822 199.8 13.2 -1196 702 639
19152 194.3 18.7 -1658 1030 882

寿命の推定

次に寿命の推定を行います。引張り荷重に相当する表3の角部II及びIIIの応力をプロットし当てはめたものが下記の図になります。プロットした点の直近の上にある線は200万回の線なので、本ばねの寿命推定は200万回となります。

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