在本期中，以采用了角接触球轴承和深沟球轴承的芯轴为对象，针对消除滚珠轴承轴向松动的蝶形弹簧结构，对蝶形弹簧的弹簧强度计算方法进行讲解。
图1.蝶形弹簧的外观照片
在上一期中，介绍了将承受轴向和径向载荷的角接触球轴承组合轴承和承受径向载荷的深沟球轴承配置在两端，用于进行高精度旋转的旋转体的结构，而利用弹簧消除轴向松动的方法如图2所示。
图2.利用弹簧消除轴向松动的旋转体结构
这种结构是在组合角接触球轴承的外圈和固定座之间放置一个碟形弹簧，通过弹簧位移产生所需的载荷，外圈始终受到这一载荷的推顶，从而消除松动。在这种结构中，当在旋转轴的同一方向上施加大于该弹簧力的力时，就会发生位移。
碟形弹簧的外观照片如图1所示，其规格如图3所示。从中根据轴承的尺寸，期望载荷，蝶形弹簧个数以及轴方向的尺寸选择蝶形弹簧。
图3.碟形弹簧尺寸等参数值
重载用H | |||||||||||||||||
外径 | 内径 | 板厚 | 板厚 | 挠度 | 全长 | f=0.25h | f=0.5h | f=0.75h | f=h | ||||||||
P | f | δⅡ | P | f | δⅡ | P | f | δⅡ | P | f | δⅡ | ||||||
25 | 12.2 | 1.6 | 0.55 | 2.15 | 127 | 0.138 | 47.2 | 247 | 0.275 | 99.2 | 361 | 0.413 | 156 | 473 | 0.55 | 218 | |
28 | 14.2 | 1.6 | 0.65 | 2.25 | 126 | 0.163 | 41.2 | 242 | 0.325 | 87.8 | 351 | 0.488 | 140 | 456 | 0.65 | 197 | |
31.5 | 16.3 | 1.75 | 0.7 | 2.45 | 142 | 0.175 | 38.6 | 272 | 0.35 | 82.1 | 395 | 0.525 | 131 | 514 | 0.7 | 184 | |
35.5 | 18.3 | 2 | 0.8 | 2.8 | 190 | 0.2 | 39.5 | 365 | 0.4 | 85 | 530 | 0.6 | 135 | 689 | 0.8 | 190 | |
40 | 20.4 | 2.25 | 0.9 | 3.15 | 239 | 0.225 | 39.9 | 458 | 0.45 | 84.9 | 664 | 0.675 | 135 | 863 | 0.9 | 190 | |
45 | 22.4 | 2.5 | 1 | 3.5 | 283 | 0.25 | 38.7 | 543 | 0.5 | 82.3 | 788 | 0.75 | 131 | 1025 | 1 | 185 | |
50 | 25.4 | 3 | 1.1 | 4.1 | 435 | 0.275 | 42.9 | 840 | 0.55 | 90.7 | 1224 | 0.825 | 143 | 1599 | 1.1 | 201 | |
56 | 28.5 | 3 | 1.3 | 4.3 | 423 | 0.325 | 37.1 | 806 | 0.65 | 79.6 | 1163 | 0.975 | 127 | 1506 | 1.3 | 181 | |
63 | 31 | 3.5 | 1.4 | 4.9 | 550 | 0.35 | 39.2 | 1055 | 0.7 | 83.4 | 1531 | 1.05 | 133 | 1991 | 1.4 | 187 | |
71 | 36 | 4 | 3.75 | 1.6 | 5.6 | 783 | 0.4 | 33.5 | 1470 | 0.8 | 73 | 2092 | 1.2 | 119 | 2729 | 1.6 | 186 |
80 | 41 | 5 | 4.7 | 1.7 | 6.7 | 1246 | 0.425 | 38.9 | 2376 | 0.85 | 83.1 | 3425 | 1.275 | 133 | 4487 | 1.7 | 204 |
90 | 46 | 5 | 4.7 | 2 | 7 | 1195 | 0.5 | 32.7 | 2248 | 1 | 71.1 | 3199 | 1.5 | 115 | 4165 | 2 | 176 |
100 | 51 | 6 | 5.6 | 2.2 | 8.2 | 1842 | 0.55 | 36.2 | 3433 | 1.1 | 78.2 | 4909 | 1.65 | 126 | 6404 | 2.2 | 195 |
叠加使用时，必须按叠加法计算弹簧常数，弹簧常数的计算方法如图4所示。
图4.蝶形弹簧的叠加形状与弹簧常数
蝶形弹簧叠加状态 | 弹簧常数（N/mm） |
| K |
| K/2 |
| 2K |
参考资料
株式会社东京发条制作所《蝶形弹簧（8）标准尺寸与载荷（东发标准弹簧系列规格表使用说明书）》
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关联类别
Ø 球轴承
Ø 滚子轴承
Ø 陶瓷轴承
Ø 轴承组件
Ø 蝶形弹簧
