碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【含PDF圖紙】
碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【含PDF圖紙】,含PDF圖紙,彈簧,測(cè)力,分選,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),pdf,圖紙
R10 2X 5.5 50 28 10.5 8 17 A A 32 替代 1 2 3 4 A B 4321 B A 審核 校核 設(shè)計(jì) 標(biāo)記處數(shù) 分區(qū) 更改文件號(hào)簽名 年 月 日 工藝 標(biāo)準(zhǔn)化 批準(zhǔn) 階 段 標(biāo) 記 共 張 第 張 重量 比例 日期 簽字 底圖總號(hào) 舊底圖總號(hào) 描校 描圖 借(通)用件登記 零 件 代 號(hào) 版本 主管設(shè)計(jì) 2：1 氣壓缸底座 FXJ.01.02 Q235 A-A 3 R2 揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院機(jī)械81001班 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 試用版本創(chuàng)建 技術(shù)要求： 1、45鋼調(diào)質(zhì)處理，Hrc2832。 2、表面粗糙度為6.3。 揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院機(jī)械81001班 替代 1 2 3 4 A B 4321 B A 審核 校核 設(shè)計(jì) 標(biāo)記處數(shù) 分區(qū) 更改文件號(hào)簽名 年 月 日 工藝 標(biāo)準(zhǔn)化 批準(zhǔn) 階 段 標(biāo) 記 共 張 第 張 重量 比例 日期 簽字 底圖總號(hào) 舊底圖總號(hào) 描校 描圖 借(通)用件登記 零 件 代 號(hào) 版本 主管設(shè)計(jì) 1：4 液壓缸座 FXJ.01.07 45鋼 20 20 40 40 20 100 4XM8 75 65 18 123 200 150 40 120 16 63 60 4X 9 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 試用版本創(chuàng)建 63.6 28.2 100 40 20 技術(shù)要求： 1、其余表面粗糙度為6.3。 2、銳邊去毛刺。 揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院機(jī)械81001班 替代 1 2 3 4 A B 4321 B A 審核 校核 設(shè)計(jì) 標(biāo)記處數(shù) 分區(qū) 更改文件號(hào)簽名 年 月 日 工藝 標(biāo)準(zhǔn)化 批準(zhǔn) 階 段 標(biāo) 記 共 張 第 張 重量 比例 日期 簽字 底圖總號(hào) 舊底圖總號(hào) 描校 描圖 借(通)用件登記 零 件 代 號(hào) 版本 主管設(shè)計(jì) 1：1 電動(dòng)機(jī)座 FXJ.01.05 Q235 C1 4XM 6 22 140 120 105 45 64 10 3.2 C1 4XM8 90 10 3.2 90 115 C1 10 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 試用版本創(chuàng)建 17 替代 “ 圖樣代號(hào) ” 描圖 45鋼 1 2 3 4 A B 4321 B A 審核 校核 設(shè)計(jì) 標(biāo)記處數(shù) 分區(qū) 更改文件號(hào)簽名 年 月 日 工藝 標(biāo)準(zhǔn)化 批準(zhǔn) 階 段 標(biāo) 記 共 張 第 張 重量 比例 日期 簽字 底圖總號(hào) 描校 舊底圖總號(hào) 借(通)用件登記 版本 主管設(shè)計(jì) 零 件 代 號(hào) 1：2 1 1 0.919 FXJ.01.01 軸 揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院機(jī)械81001班 2、倒角均為C0.5。 其余 閆相宜 技術(shù)要求： 1、45鋼調(diào)質(zhì)處理，HRC2832。 6.3 24均布 6XM5 R17.5 15 8 + 0.043 0 6 B B 3.2 3.2 1.6 3.2 1.6 1.6 1.6 42 R0.5 375 40 0.010 R0.5 0.043 8.500 63 0 -30 0.010 49 9 55 0.010 50 0.010 400 R0.5 300 60 14 20 A A A-A 1 : 2 44.5 - 0 0.2 B 1 : 1 M5 12.4均布 26 -0 0.020 其余 技術(shù)要求： 1、倒角均為C1。 揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院機(jī)械81001班 6.3 替代 1 2 3 4 A B 4321 B A 審核 校核 設(shè)計(jì) 標(biāo)記處數(shù) 分區(qū) 更改文件號(hào)簽名 年 月 日 工藝 標(biāo)準(zhǔn)化 批準(zhǔn) 階 段 標(biāo) 記 共 張 第 張 重量 比例 日期 簽字 底圖總號(hào) 舊底圖總號(hào) 描校 描圖 借(通)用件登記 零 件 代 號(hào) 版本 主管設(shè)計(jì) 1：1 軸承蓋 FXJ.01.04 45鋼 A-A 3.2 3.2 86 R1 55 + +0.30 0.20 R1 160 100 - -0.100 0.020 10 19 160 6XM8均布 R65 A A PDF 文件使用 pdfFactory Pro 試用版本創(chuàng)建
機(jī)械工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前期工作材料
學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)：
教 科 部： 機(jī) 械 電 子
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
設(shè)計(jì)（論文）題目： 碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師：
材 料 目 錄
序號(hào)
名 稱
數(shù)量
備注
1
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題、審題表
1
2
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
1
3
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)習(xí)調(diào)研報(bào)告
1
4
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告（含文獻(xiàn)綜述）
1
5
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文資料翻譯（含原文）
1
6
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
1
2014 年 2 月 17 日
機(jī)械工程學(xué)院
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題、審題表
學(xué) 院
機(jī)械學(xué)院
選題教師
姓名
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
專業(yè)技術(shù)職務(wù)
副教授
申報(bào)課題名稱
碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
課題性質(zhì)
A
B
C
D
E
課題來源
A
B
C
D
√
√
課題簡介
彈簧測(cè)力分選機(jī)是對(duì)大量生產(chǎn)的彈簧依據(jù)其彈性系數(shù)不同，按照設(shè)定的指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，篩選出合格與不合格產(chǎn)品，自動(dòng)流入不同料箱，用于不同場(chǎng)合。
設(shè)計(jì)（論文）
要 求
（包括應(yīng)具備的條件）
本課題要求針對(duì)碟形彈簧設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)力分選機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
課題預(yù)計(jì)
工作量大小
大
適中
小
課題預(yù)計(jì)
難易程度
難
一般
易
√
√
所在專業(yè)審定意見：
負(fù)責(zé)人（簽名）： 年 月 日
院主管領(lǐng)導(dǎo)意見：
簽名： 年 月 日
說明：1、該表作為本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題申報(bào)時(shí)專用，由選題教師填寫，經(jīng)所在專業(yè)有關(guān)人員討論，負(fù)責(zé)人簽名后生效；
2、有關(guān)內(nèi)容的填寫見背面的填表說明，并在表中相應(yīng)欄打“√”
課題一旦被學(xué)生選定，此表須放在“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋”中存檔。
填 表 說 明
1、該表的填寫只針對(duì)1名學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)選擇使用，如同一課題由2名及2名以上同學(xué)選擇，應(yīng)在申報(bào)課題的名稱上加以區(qū)別（加副標(biāo)題），并且在“設(shè)計(jì)（論文）要求”一欄上加以體現(xiàn)。
2“課題性質(zhì)”一欄：
A、工程設(shè)計(jì)；
B、實(shí)驗(yàn)研究；
C、軟件工程（如CAI課題等）；
D、理論探討；
E、其它。
3、“課題來源”一欄：
A、自然科學(xué)基金與部、省、市級(jí)以上科研課題；
B、企、事業(yè)單位委托課題；
C、校、院（系）級(jí)基金課題；
D、自擬課題。
4、“課題簡介”一欄：
主要指研究設(shè)計(jì)該課題的背景介紹及目的、意義。
5、“設(shè)計(jì)（論文）要求（包括應(yīng)具備的條件）”一欄：
主要指本課題技術(shù)方面的要求，而“條件”指從事課題必須具備的基本條件（如儀器設(shè)備、場(chǎng)地、文獻(xiàn)資料等）。
機(jī)械工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
教 科 部： 機(jī) 械 電 子
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名： 學(xué)號(hào)：
畢業(yè)（論文）題目： 碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
起 迄 日 期：
設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn)：
指 導(dǎo) 老 師：
專業(yè)負(fù)責(zé)人：
發(fā)任務(wù)書日期： 年 2 月 17 日
任務(wù)書填寫要求
1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)老師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、學(xué)院分管領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生；
2、任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可在本學(xué)院網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；
3、任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)的教科部及學(xué)院主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫；
4、任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“教科部”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫全號(hào)，不能只寫最后2位或1位數(shù)字；
5、任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國標(biāo)GB 7714-87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；
6、有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408-94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2005年3月21日”或“2005-03-21”。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的：
通過該課題的畢業(yè)設(shè)計(jì)可以使學(xué)生在綜合運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的知識(shí)，解決設(shè)計(jì)中的問題，著重培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，以及獨(dú)立解決和分析問題的能力。通過碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生獲得一定的設(shè)計(jì)能力。
2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
1）查閱文獻(xiàn)資料15篇以上、翻譯不少于五千印刷符的英文資料；
2）碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)方案論證；
3）碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制圖紙；
4）碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)分析；
5）碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書。
3．對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求（包括畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、圖表、實(shí)物樣品等）：
1）碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)全套圖紙； 一套
2）碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)分析計(jì)算報(bào)告； 一份
3）碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書； 一份
4）翻譯不少于5000印刷符的英文資料。 一份
4．主要參考文獻(xiàn)：
（1） MinoruHamada,Yasuyuki Seguchi. On the Strength of a Disk Spring
（2） 謝一明. 彈簧自動(dòng)測(cè)力分選包裝機(jī)[M/OL]. [2014-3-20]. .
（3） 謝一明. 郭志勇. 彈簧自動(dòng)測(cè)力分選包裝機(jī) [J]. 包裝與食品機(jī)械, 1995年, 第13卷(第1期).
（4） 鄒安陽等. 彈簧分選機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制原理研究[M/OL]. [2014-3-20]. .
（5） 呂俊. 嵌入式彈簧負(fù)荷測(cè)控系統(tǒng)的研制[M/OL]. [2014-3-20]. .
（6） 王英浩, 李文斌, 王川云, 等. 基于有限元的航天器用碟形彈簧優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù), 2013年(第6期 總第329期).
（7） ?李祝強(qiáng). 數(shù)控自動(dòng)圓柱螺旋彈簧分選機(jī)的研究與設(shè)計(jì) [D]. 重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 , 二0一0年五月 .
（8） 馮宗德. 彈簧參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)儀[M/OL]. [2014-3-20]. .
（9） 易先忠. 碟形彈簧基本特性參數(shù)分析 [J]. 石油機(jī)城, 1995年, 第23卷(第3期 ).
（10） 王曉波. 碟形彈簧的力學(xué)性能研究[D]. 鄭州大學(xué) , 2007年.
（11） 李光梅. 水果機(jī)器視覺重量綜合分選機(jī)機(jī)械系統(tǒng)及稱重模塊的設(shè)計(jì)[D]. 山東：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.
（12） 卞宗林,等.國內(nèi)彈簧高新技術(shù)(材料)的發(fā)展[J].彈簧工程,2000,(4):3-5.
（13） 王清提. 小尺寸碟形彈簧的測(cè)力[J]. 航 天 工 藝 , 1988年8月 (第4期).
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（15）（英）監(jiān)凱維奇，（美）泰勒 有限元方法（第5版）第1卷：基本原理 清華大學(xué)出版社
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
5、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃
起止日期
工 作 內(nèi) 容
2.17～3.1
3.2～3.20
3.21～3.31
4.1～4.10
4.11～4.20
4.21～4.30
5.1～5.10
1）資料收集、翻譯
2）碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)方案比較
3）碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4）碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)圖紙繪制
5）碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)分析計(jì)算
6）碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書
7）編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告
所在專業(yè)審核意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
學(xué)院意見：
院長：
年 月 日
機(jī)械工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
學(xué) 生 姓 名： 學(xué)號(hào)：
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
設(shè)計(jì)（論文）題目： 碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 老 師：
年 04 月 2 日
開題報(bào)告填寫要求
1、開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審核的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)的教科部審核后生效；
2、開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從本學(xué)院網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3、“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊(cè)）；
4、有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408-94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2005年3月21日”或“2005-03-21”。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
碟形彈簧是一種圓環(huán)墊片狀的材質(zhì)不同的金屬機(jī)械配件，是一種結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊的彈性元件。一般是通過相當(dāng)數(shù)量的疊加來提供足夠彈性伸展而發(fā)揮作用。由于有變剛度特性、承載能力大、緩沖減震性強(qiáng)并且易于獲取不同彈性特性和安裝緊湊等的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備行業(yè)，汽車工業(yè)，石油工業(yè)以及航天工業(yè)等領(lǐng)域，很大范圍取代了圓柱形螺旋彈簧。碟形彈簧一般由金屬帶材、板材或鍛造坯料沖壓而成，其幾何構(gòu)型為截面呈淺圓錐狀的軸對(duì)稱回轉(zhuǎn)體。如圖所示
近年來，由于機(jī)械設(shè)備行業(yè)，汽車工業(yè)等行業(yè)的迅速發(fā)展，推動(dòng)了彈簧工業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造工藝生產(chǎn)設(shè)備以及彈簧的材料等的發(fā)展。由于行業(yè)的需要，對(duì)于彈簧的檢測(cè)以及分選設(shè)備的設(shè)計(jì)開發(fā)，是彈簧工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。彈簧分選機(jī)是安裝在彈簧加工過程中的檢測(cè)工藝工段線上。對(duì)此，本設(shè)計(jì)是碟形彈簧分選機(jī)的設(shè)計(jì)，其涉及到機(jī)械、電氣等方面的技術(shù)，是一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要是碟形彈簧分選機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)合目前所掌握的各項(xiàng)技術(shù)，旨在開發(fā)一套具有較高自動(dòng)化水平，安全可靠，性價(jià)比高的數(shù)控自動(dòng)碟形彈簧分選機(jī)。
彈簧檢測(cè)是其生產(chǎn)過程必不可少的工序。測(cè)力是檢測(cè)的主要內(nèi)容之一。彈簧力參數(shù)直接影響彈簧的性能和工作狀態(tài)。尤其是高精度彈簧以及需配對(duì)或者配套使用的彈簧，要求嚴(yán)格按力參數(shù)分選包裝。這類彈簧大批量生產(chǎn)時(shí)，用手工在測(cè)力儀上測(cè)試存在如下間題：
（1）易產(chǎn)生操作誤差，包括有測(cè)量位移誤差，工件偏置誤差，操作速度變化而產(chǎn)生的附加動(dòng)載荷、操作手柄在測(cè)試讀數(shù)時(shí)因抖動(dòng)或松動(dòng)引起的誤差;
（2）易產(chǎn)生讀數(shù)誤差，指針擺動(dòng)慣性，操作者疲勞觀察錯(cuò)覺等引起的誤差。
目前國內(nèi)市場(chǎng)上能見到的彈簧分選機(jī)大多數(shù)都是國外廠家開發(fā)生產(chǎn)的，國內(nèi)各彈簧生產(chǎn)設(shè)備及檢測(cè)設(shè)備生產(chǎn)的研究較少，因此本設(shè)計(jì)可提高我國彈簧檢測(cè)分選設(shè)備在全世界中的競爭力。我國自八十年代初開始研制自動(dòng)測(cè)力裝置，至今還未有令人滿意的結(jié)果，究其原因可歸納為如下幾點(diǎn)。
（1）沒排除受檢彈簧與定位元件表面在測(cè)力過程中的摩擦力的影響及機(jī)械動(dòng)作、液壓裝置沖擊所引起的附加動(dòng)載荷的影響;
（2）沒有很好地消除測(cè)力裝置本身的加工和安裝誤差;
（3）受傳感器精度影響及分選控制誤動(dòng)影響;
（4）大多數(shù)機(jī)型不能同時(shí)完成自動(dòng)測(cè)力和分選功能。
由于手工操作檢驗(yàn)及現(xiàn)有測(cè)力分選機(jī)的缺陷，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量和檢驗(yàn)效率。所以本文主要研究快速準(zhǔn)確的碟形彈簧分選機(jī)。
國內(nèi)各彈簧生產(chǎn)設(shè)備及檢測(cè)設(shè)備生產(chǎn)廠均未研制出高效實(shí)用的彈簧分選機(jī)。國外市場(chǎng)上能見的分選機(jī)類型為兩種—高精度型和高速度型;高精度型彈簧分選機(jī)主要用來分選那些精度要求很高的彈簧，如噴氣飛機(jī)的油門彈簧，該彈簧的每一個(gè)變形對(duì)應(yīng)相應(yīng)的飛行速度。因此，對(duì)這種彈簧的分檢要求十分苛刻，該彈簧的靜態(tài)負(fù)荷精度達(dá)要求達(dá)到0.3%以上，位移精度要求小于0.02mm，需要用到高精度型彈簧分選機(jī)才能滿足要求，但這種分選機(jī)的分選速度很低，一般低于每分鐘8件，不適合大批量彈簧生產(chǎn)的需要[fZl。國內(nèi)很多彈簧生產(chǎn)及檢測(cè)設(shè)備生產(chǎn)廠針對(duì)各自的需求研發(fā)了一些彈簧分選設(shè)備，如基于重力的彈分選機(jī)、基于尺寸的彈簧分選機(jī)、基于壓力的彈簧分選機(jī)，這些設(shè)備在功能和性價(jià)比上都還和國外同類產(chǎn)品有一定差距。
因此研究自動(dòng)彈簧分選機(jī)技術(shù)，研制開發(fā)自動(dòng)化程度高、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、高速高
效的自動(dòng)彈簧分選設(shè)備以替代進(jìn)口產(chǎn)品及國內(nèi)同類產(chǎn)品的不足，對(duì)適應(yīng)我國汽摩
行業(yè)發(fā)展和彈簧自動(dòng)分選，以及推動(dòng)整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化裝備國產(chǎn)化具有十分重要的
意義。
在分選機(jī)研究方面，國外公司起步較早。美國、日本、英國、瑞士的一些糧食加工設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)從事此項(xiàng)研究。因此早期的分選機(jī)主要運(yùn)用在農(nóng)副產(chǎn)品如水果、谷物類等分選上。隨著工業(yè)化速度加快，在二十世紀(jì)四五十年代彈簧分選機(jī)運(yùn)用與發(fā)展，但也僅限于像飛機(jī)油門彈簧等高精度分選場(chǎng)合。同時(shí)一些彈簧專業(yè)生產(chǎn)廠也根據(jù)自身需要開發(fā)了一些以單一要素為主要分選體的分選設(shè)備。如瑞典的 Tekno – Detaljer 公司于 1970 年開發(fā)的彈簧分選機(jī)。該類分選機(jī)雖在精度上具有較大的優(yōu)勢(shì)，但由于其大多結(jié)構(gòu)簡單，且分選單一，因此僅適合一些實(shí)驗(yàn)性和小加工生產(chǎn)上作為檢測(cè)使用。
相對(duì)國外而言，國內(nèi)分選機(jī)的研究還處于起步階段，用于成品的還很少，目前主要是引進(jìn)或者改造國外的分選機(jī)。國內(nèi)生產(chǎn)彈簧分選機(jī)的主體企業(yè)并不多，只是一些企業(yè)主要依據(jù)自身的要求研發(fā)相應(yīng)的自動(dòng)化程度較低的、分選比較單一的分選機(jī)，如杭州寶威機(jī)械廠研制的彈簧分選機(jī)，該機(jī)在設(shè)計(jì)上采用工位旋轉(zhuǎn)方式，速度與彈簧定位成為關(guān)鍵，速度過快彈簧可能在慣性下飛出工位，速度過低則達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，且圓盤式結(jié)構(gòu)使得圓盤轉(zhuǎn)到的慣性難以控制。針對(duì)此種情況國內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)和大專院校結(jié)合實(shí)際也做了相關(guān)的研究工作，如湖北工業(yè)大學(xué)與武漢科技學(xué)院合作研發(fā)的數(shù)控彈簧高速自動(dòng)分選機(jī)，該項(xiàng)目研究的數(shù)控彈簧高速自動(dòng)分選機(jī)，開發(fā)了檢測(cè)系統(tǒng)抗漂移、抗干擾和變頻傳動(dòng)高速分度系統(tǒng)；研制了快速采集和快速濾波系統(tǒng)；確定了數(shù)據(jù)特征值，開發(fā)了計(jì)算機(jī)快速彈簧檢測(cè)圖形分析及檢測(cè)軟件，但在速度與彈簧分組值上還有待提高。
本設(shè)計(jì)研究的碟形彈簧分選機(jī)結(jié)構(gòu)主要采用了工位旋轉(zhuǎn)工作模式與落料旋轉(zhuǎn)的分選方法。工位旋轉(zhuǎn)工作模式是彈簧相對(duì)于工位是不動(dòng)的，故結(jié)構(gòu)的整體性是很好的，但是彈簧的重力作用在固定工位上，故限制了檢測(cè)的速度。落料旋轉(zhuǎn)的分選結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅結(jié)構(gòu)簡單而且噪音小等優(yōu)點(diǎn)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
2．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
通過分析國內(nèi)外分選機(jī)的研究現(xiàn)狀，結(jié)合國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需求，總結(jié)國內(nèi)外彈簧彈簧分選機(jī)的優(yōu)點(diǎn)與不足，可知碟形彈簧分選機(jī)關(guān)鍵技術(shù)主要集中在以下四個(gè)方面:碟形彈簧定位、分選機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、電機(jī)控制、系統(tǒng)分選精度。
本設(shè)計(jì)主要研究碟形彈簧分選機(jī)的碟形彈簧的定位以及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。不同的結(jié)構(gòu)決定了分選機(jī)的性能的差異。
碟形彈簧分選機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠與合理性是保障整機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、可靠以及運(yùn)行精度的核心組成部分。機(jī)械結(jié)構(gòu)部分主要由圓柱螺旋彈簧測(cè)定臺(tái)、分選分裝結(jié)構(gòu)及機(jī)架構(gòu)成。
目前碟形彈簧定位方案大致分為兩種類型，一種是碟形彈簧固定式，另一種是碟形彈簧運(yùn)動(dòng)方式。固定式即指工件相對(duì)工位固定，工位的數(shù)量不小于工件數(shù)量，在檢測(cè)工序過程中工件始終保持與工位的相對(duì)固定直到這個(gè)工位檢測(cè)完畢。固定式的方法有利于檢測(cè)臺(tái)結(jié)構(gòu)布局整體性，但由于利用彈簧自身重力作用固定在工位上，隨著工位運(yùn)動(dòng)必將限制運(yùn)動(dòng)的速度，降低了整個(gè)設(shè)備運(yùn)行效率。碟形彈簧運(yùn)動(dòng)方式是指利用外力促使碟形彈簧在檢測(cè)流程中運(yùn)動(dòng)，直至檢測(cè)完畢送入分選框內(nèi)。該方式在結(jié)構(gòu)不及固定式的整體性，但在運(yùn)行效率可控性方面得到極大提高，且在連接上位傳送機(jī)構(gòu)與下位分選裝置提供了良好銜接點(diǎn)。考慮兩種定位方案利弊，綜合方案一的整體機(jī)構(gòu)性與方案二的可控性，采用了雙推固定雙進(jìn)的定位工作模式。
分選機(jī)分選機(jī)構(gòu)在保障有效落料方面起著核心控制作用，關(guān)鍵在于使碟形彈簧準(zhǔn)確快速的分裝在分選框內(nèi)。國內(nèi)外在這方面的研究時(shí)間相對(duì)較早，運(yùn)用方式也越來越靈活多變。具有代表性的分別運(yùn)用在農(nóng)業(yè)上的種子分選滾筒式、蘋果分選鏈條式，其次就是利用分選物料自身特性設(shè)計(jì)分選機(jī)構(gòu)—落料筒動(dòng)定方式。
滾筒式與鏈條式原理相同，僅在結(jié)構(gòu)上有差別，都能適應(yīng)大量自動(dòng)化生產(chǎn)的要求且效率也高，但由于結(jié)構(gòu)龐大以及是以大量的摩擦傳動(dòng)為基礎(chǔ)，因此在設(shè)備運(yùn)行過程中噪音大、資源消耗大，不適用于體積小、重量輕的離合器彈簧的分選。
落料筒動(dòng)定方式有效運(yùn)用了彈簧自身要素特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上而設(shè)計(jì)的兩種不同的分選方式。落料筒旋轉(zhuǎn)的方式相對(duì)與固定方式在結(jié)構(gòu)與防噪上更具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，利用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)落料筒旋轉(zhuǎn)不僅結(jié)構(gòu)簡單，且步進(jìn)電機(jī)自身可控制好與運(yùn)行噪音小等特點(diǎn)。
綜上各方案比較，最終選擇如下圖送料方式及定位方式：
此送料裝置的設(shè)計(jì)要求是將受檢彈簧逐個(gè)連續(xù)地輸送給測(cè)力系統(tǒng)。設(shè)計(jì)方案是用一分料盤逐個(gè)將受檢彈簧從料斗中取出并輸送出去。
用SolidWorks繪制三維圖，用ansys對(duì)主要受力零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，確保分選機(jī)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
指導(dǎo)教師意見：
1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語：
2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：
指導(dǎo)老師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
機(jī)械工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文資料翻譯
教 科 部： 機(jī) 械 制 造
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
外 文 出 處：On the Strength of a Disk Spring--By
（用外文寫）
MinoruHamada and Yasuyuki Seguchi
附 件：
指導(dǎo)老師評(píng)語
簽 名：
年 月 日
注：請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。
機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
學(xué)生姓名
學(xué)號(hào)
指導(dǎo)教師
選題情況
課題名稱
碟形彈簧測(cè)力分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
難易程度
偏難
√
適中
偏易
工 作 量
較大
合理
√
較小
符合規(guī)范化
的要求
任務(wù)書
有
√
無
開題報(bào)告
有
√
無
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
中
差
學(xué)習(xí)態(tài)度
出勤情況
好
一般
差
工作進(jìn)度
快
按計(jì)劃進(jìn)行
慢
中期工作匯報(bào)及解答問題情況
優(yōu)
良
中
差
中期成績?cè)u(píng)定：
所在專業(yè)意見：
負(fù)責(zé)人
年 月 日
參考文獻(xiàn)
（1） MinoruHamada,Yasuyuki Seguchi. On the Strength of a Disk Spring
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本科生畢業(yè)論文
畢業(yè)論文題目
學(xué) 生 姓 名
專 業(yè)
班 級(jí)
指 導(dǎo) 教 師
完 成 日 期 年 月 日
文 獻(xiàn) 綜 述
前言
碟形彈簧是一種圓環(huán)墊片狀的材質(zhì)不同的金屬機(jī)械配件，是一種結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊的彈性元件。一般是通過相當(dāng)數(shù)量的疊加來提供足夠彈性伸展而發(fā)揮作用。由于有變剛度特性、承載能力大、緩沖減震性強(qiáng)并且易于獲取不同彈性特性和安裝緊湊等的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備行業(yè)，汽車工業(yè)，石油工業(yè)以及航天工業(yè)等領(lǐng)域，很大范圍取代了圓柱形螺旋彈簧。碟形彈簧一般由金屬帶材、板材或鍛造坯料沖壓而成，其幾何構(gòu)型為截面呈淺圓錐狀的軸對(duì)稱回轉(zhuǎn)體。如圖所示
近年來，由于機(jī)械設(shè)備行業(yè)，汽車工業(yè)等行業(yè)的迅速發(fā)展，推動(dòng)了彈簧工業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造工藝生產(chǎn)設(shè)備以及彈簧的材料等的發(fā)展。由于行業(yè)的需要，對(duì)于彈簧的檢測(cè)以及分選設(shè)備的設(shè)計(jì)開發(fā)，是彈簧工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。彈簧分選機(jī)是安裝在彈簧加工過程中的檢測(cè)工藝工段線上。對(duì)此，本設(shè)計(jì)是碟形彈簧分選機(jī)的設(shè)計(jì)，其涉及到機(jī)械、電氣等方面的技術(shù)，是一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要是碟形彈簧分選機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)合目前所掌握的各項(xiàng)技術(shù)，旨在開發(fā)一套具有較高自動(dòng)化水平，安全可靠，性價(jià)比高的數(shù)控自動(dòng)碟形彈簧分選機(jī)。
彈簧檢測(cè)是其生產(chǎn)過程必不可少的工序。測(cè)力是檢測(cè)的主要內(nèi)容之一。彈簧力參數(shù)直接影響彈簧的性能和工作狀態(tài)。尤其是高精度彈簧以及需配對(duì)或者配套使用的彈簧，要求嚴(yán)格按力參數(shù)分選包裝。這類彈簧大批量生產(chǎn)時(shí)，用手工在測(cè)力儀上測(cè)試存在如下間題：
（1）易產(chǎn)生操作誤差，包括有測(cè)量位移誤差，工件偏置誤差，操作速度變化而產(chǎn)生的附加動(dòng)載荷、操作手柄在測(cè)試讀數(shù)時(shí)因抖動(dòng)或松動(dòng)引起的誤差;
（2）易產(chǎn)生讀數(shù)誤差，指針擺動(dòng)慣性，操作者疲勞觀察錯(cuò)覺等引起的誤差。
目前國內(nèi)市場(chǎng)上能見到的彈簧分選機(jī)大多數(shù)都是國外廠家開發(fā)生產(chǎn)的，國內(nèi)各彈簧生產(chǎn)設(shè)備及檢測(cè)設(shè)備生產(chǎn)的研究較少，因此本設(shè)計(jì)可提高我國彈簧檢測(cè)分選設(shè)備在全世界中的競爭力。我國自八十年代初開始研制自動(dòng)測(cè)力裝置，至今還未有令人滿意的結(jié)果，究其原因可歸納為如下幾點(diǎn)。
（1）沒排除受檢彈簧與定位元件表面在測(cè)力過程中的摩擦力的影響及機(jī)械動(dòng)作、液壓裝置沖擊所引起的附加動(dòng)載荷的影響;
（2）沒有很好地消除測(cè)力裝置本身的加工和安裝誤差;
（3）受傳感器精度影響及分選控制誤動(dòng)影響;
（4）大多數(shù)機(jī)型不能同時(shí)完成自動(dòng)測(cè)力和分選功能。
由于手工操作檢驗(yàn)及現(xiàn)有測(cè)力分選機(jī)的缺陷，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量和檢驗(yàn)效率。所以本文主要研究快速準(zhǔn)確的碟形彈簧分選機(jī)。
國內(nèi)各彈簧生產(chǎn)設(shè)備及檢測(cè)設(shè)備生產(chǎn)廠均未研制出高效實(shí)用的彈簧分選機(jī)。國外市場(chǎng)上能見的分選機(jī)類型為兩種—高精度型和高速度型;高精度型彈簧分選機(jī)主要用來分選那些精度要求很高的彈簧，如噴氣飛機(jī)的油門彈簧，該彈簧的每一個(gè)變形對(duì)應(yīng)相應(yīng)的飛行速度。因此，對(duì)這種彈簧的分檢要求十分苛刻，該彈簧的靜態(tài)負(fù)荷精度達(dá)要求達(dá)到0.3%以上，位移精度要求小于0.02mm，需要用到高精度型彈簧分選機(jī)才能滿足要求，但這種分選機(jī)的分選速度很低，一般低于每分鐘8件，不適合大批量彈簧生產(chǎn)的需要[fZl。國內(nèi)很多彈簧生產(chǎn)及檢測(cè)設(shè)備生產(chǎn)廠針對(duì)各自的需求研發(fā)了一些彈簧分選設(shè)備，如基于重力的彈分選機(jī)、基于尺寸的彈簧分選機(jī)、基于壓力的彈簧分選機(jī)，這些設(shè)備在功能和性價(jià)比上都還和國外同類產(chǎn)品有一定差距。
因此研究自動(dòng)彈簧分選機(jī)技術(shù)，研制開發(fā)自動(dòng)化程度高、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、高速高
效的自動(dòng)彈簧分選設(shè)備以替代進(jìn)口產(chǎn)品及國內(nèi)同類產(chǎn)品的不足，對(duì)適應(yīng)我國汽摩
行業(yè)發(fā)展和彈簧自動(dòng)分選，以及推動(dòng)整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化裝備國產(chǎn)化具有十分重要的
意義。
在分選機(jī)研究方面，國外公司起步較早。美國、日本、英國、瑞士的一些糧食加工設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)從事此項(xiàng)研究。因此早期的分選機(jī)主要運(yùn)用在農(nóng)副產(chǎn)品如水果、谷物類等分選上。隨著工業(yè)化速度加快，在二十世紀(jì)四五十年代彈簧分選機(jī)運(yùn)用與發(fā)展，但也僅限于像飛機(jī)油門彈簧等高精度分選場(chǎng)合。同時(shí)一些彈簧專業(yè)生產(chǎn)廠也根據(jù)自身需要開發(fā)了一些以單一要素為主要分選體的分選設(shè)備。如瑞典的 Tekno – Detaljer 公司于 1970 年開發(fā)的彈簧分選機(jī)。該類分選機(jī)雖在精度上具有較大的優(yōu)勢(shì)，但由于其大多結(jié)構(gòu)簡單，且分選單一，因此僅適合一些實(shí)驗(yàn)性和小加工生產(chǎn)上作為檢測(cè)使用。
相對(duì)國外而言，國內(nèi)分選機(jī)的研究還處于起步階段，用于成品的還很少，目前主要是引進(jìn)或者改造國外的分選機(jī)。國內(nèi)生產(chǎn)彈簧分選機(jī)的主體企業(yè)并不多，只是一些企業(yè)主要依據(jù)自身的要求研發(fā)相應(yīng)的自動(dòng)化程度較低的、分選比較單一的分選機(jī)，如杭州寶威機(jī)械廠研制的彈簧分選機(jī)，該機(jī)在設(shè)計(jì)上采用工位旋轉(zhuǎn)方式，速度與彈簧定位成為關(guān)鍵，速度過快彈簧可能在慣性下飛出工位，速度過低則達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，且圓盤式結(jié)構(gòu)使得圓盤轉(zhuǎn)到的慣性難以控制。針對(duì)此種情況國內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)和大專院校結(jié)合實(shí)際也做了相關(guān)的研究工作，如湖北工業(yè)大學(xué)與武漢科技學(xué)院合作研發(fā)的數(shù)控彈簧高速自動(dòng)分選機(jī)，該項(xiàng)目研究的數(shù)控彈簧高速自動(dòng)分選機(jī)，開發(fā)了檢測(cè)系統(tǒng)抗漂移、抗干擾和變頻傳動(dòng)高速分度系統(tǒng)；研制了快速采集和快速濾波系統(tǒng)；確定了數(shù)據(jù)特征值，開發(fā)了計(jì)算機(jī)快速彈簧檢測(cè)圖形分析及檢測(cè)軟件，但在速度與彈簧分組值上還有待提高。
本設(shè)計(jì)研究的碟形彈簧分選機(jī)結(jié)構(gòu)主要采用了工位旋轉(zhuǎn)工作模式與落料旋轉(zhuǎn)的分選方法。工位旋轉(zhuǎn)工作模式是彈簧相對(duì)于工位是不動(dòng)的，故結(jié)構(gòu)的整體性是很好的，但是彈簧的重力作用在固定工位上，故限制了檢測(cè)的速度。落料旋轉(zhuǎn)的分選結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅結(jié)構(gòu)簡單而且噪音小等優(yōu)點(diǎn)。
碟形彈簧的力
由 Minoru HAMADA 和 Yasuyuki SEGUCHI編寫
本文的研究內(nèi)容是關(guān)于碟形彈簧的行為的微分方程進(jìn)行數(shù)值求解，研究利用勢(shì)能駐值原理的近似解的精度。由H. B.凱勒和E. L.提出的通過修改迭代程序的解決方案獲得的。賴斯的迭代過程獲得的近似解本質(zhì)上是和Wempner的近似解一樣的，但通過減少一個(gè)幾何參數(shù)，發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)公式的基礎(chǔ)上給出的更緊湊的近似解實(shí)在踐中是有效的，并且進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并與理論結(jié)果進(jìn)行了比較。
1、 介紹
本文討論的問題是碟形彈簧的軸向載荷下的強(qiáng)度，如圖1所示。根據(jù)碟形彈簧的幾何因素在許多方面，負(fù)載偏轉(zhuǎn)特性的分析有所不同；例如，我們發(fā)現(xiàn)的一些有趣案例，恒載撓度情況下，負(fù)彈簧常數(shù)。這些特征的分析，然而需要類似的不穩(wěn)定對(duì)扁球殼基于有限變形理論，展現(xiàn)“oilcanning”現(xiàn)象的問題復(fù)雜的解決。因此，我們可以找到一些近似解（1）（2）;由J.O. A1men 和Alaszlo in 1936（1）聯(lián)辦得到的近似的解決方案，通常用于盤簧的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在它是檢查這些近似解的精度非常重要的方法。
圖1 碟形彈簧軸向圖
在這份報(bào)告中，我們將介紹用于解決應(yīng)用E.Reissner的一般旋轉(zhuǎn)殼理論（3）以淺錐殼獲得的非線性常微分方程的數(shù)值方法。這個(gè)數(shù)值的過程是由H.?B.凱勒沙丘和E. L.賴斯（?4 ）在迭代過程的改進(jìn)的，因?yàn)樵谶@一過程中，是由勢(shì)能駐值原理的近似解作為迭代增加其有效性的初步估計(jì)。這里所用的基本方程，并通過應(yīng)變能量法的近似解僅包括兩個(gè)幾何參數(shù)κ和ρ使計(jì)算的結(jié)果可以被安排在較簡單的形式，因此，盤簧的設(shè)計(jì)，可以更容易地進(jìn)行，而在以前的結(jié)果，包括Wempner的解決方案}2}三緣度量參數(shù)，也就是彈簧的高度，半徑比和彈簧厚度已被使用。
通過迭代多項(xiàng)式，引誘數(shù)值計(jì)算被執(zhí)行為各種幾何配置碟形彈簧并將其結(jié)果與該解決方案由應(yīng)變能量的方法相比。由此，可以確認(rèn)的近似解是根據(jù)本解決方案的設(shè)計(jì)公式給出的有足夠精確的實(shí)際用途。
從實(shí)驗(yàn)的角度來看，雖然由J. O. Almen和A.拉斯洛}1?}的詳細(xì)結(jié)果是有效的，那么在這個(gè)調(diào)查的數(shù)值解相比，其他類型的碟形彈簧的生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)fllirm效度的數(shù)值程序和應(yīng)變能量法得到的結(jié)果。
2、 基本方程
革命由E. Reissner變分，即假設(shè)小應(yīng)變，無剪切變形而得殼撓度理論，都寫在以下幾種形式：
其中
而且
Ε和ν是年輕的rnodulus和泊松比。其它符號(hào)β的定義按照?qǐng)D2是由以下關(guān)系式定義的元素的旋轉(zhuǎn)角度：
圓錐殼方程由上述關(guān)系得到的（見圖1）。通過設(shè)置Dξ= ds，其等效于α= 1和
和此外通過使用以下近似
和限制非線性項(xiàng)的二階的旋轉(zhuǎn)角度β，微分方程（1）和（2）降低到以下形式：
碟形彈簧的載荷是軸向力P，沒有統(tǒng)一的正常壓力的存在條件，
因此，從方程（4）;
代方程。（9）和（10）代入式（7）和（8），我們有下面的關(guān)系式：
使用的無量綱變量f，g和x，這是定義的關(guān)系
方程（11）和（12）則成為
其中λ和Q是由以下表達(dá)式和參數(shù)定義：
差分方程（14）和（15）是適用于根據(jù)軸對(duì)稱軸向力P的任何圓錐殼，但是當(dāng)錐殼薄，淺，盤簧，這些方程可以簡化得多，而忽略了與λtanφ從假設(shè)H和φ分別為小，并使用表達(dá)式
方程（14）和（15）最終成為如下所示：
符號(hào)κ在方程（17）是幾何參數(shù)，這是關(guān)系到初始子午線角φ和厚度h，并且方便簡化計(jì)算和其結(jié)果的表現(xiàn)形式的程序，而符號(hào)Q 為負(fù)載參數(shù)。
記住盤彈簧的支撐力條件下使用時(shí)，我們考慮以下邊界條件：
案例A：隨意移動(dòng)這兩個(gè)邊緣。
案例B：內(nèi)邊自由移動(dòng)和外緣不動(dòng)產(chǎn)。
（無徑向位移）
方案C：外緣不動(dòng)產(chǎn)和內(nèi)緣自由移動(dòng)。
除了上述邊界條件，被認(rèn)為是邊緣不動(dòng)的情況下，但在這種情況下，碟形彈簧太硬。在上述方程，我們使用的符號(hào)ρ=?b／a。
如果方程的解由（18）和（19）得到，垂直偏轉(zhuǎn)和盤簧的應(yīng)力可以通過下面的關(guān)系來計(jì)算：
垂直撓度w：
徑向應(yīng)力的合力Nr：
周向應(yīng)力的合力No:
徑向彎矩的每單位長度Mr:
周圍的每單位長度的彎曲力矩Mθ:
基本方程（18）和（19）預(yù)計(jì)是一樣準(zhǔn)確，von Karman方程為板的大撓度的問題，并考慮到von Karman方程是足夠精確的在實(shí)踐中，使用公式得到的結(jié)果。 方程（18）和（19）預(yù)計(jì)也是準(zhǔn)確的。
3、近似解的應(yīng)變能法
獲得解決方案滿足上述關(guān)系，我們首先要解決的問題的碟形彈簧近似用應(yīng)變能的方法，用它作為迭代的初始估計(jì)由于更好的近似作為初始估計(jì)，更快的迭代收斂到解。該數(shù)值的過程也被稱為Keller-Reiss方法的改進(jìn)，因?yàn)樵谖覀兊姆椒ㄖ械呢?fù)載參數(shù)的任意值的解決方案可以直接獲得，而在Keller-Reiss方法不能做。
假設(shè)該碟形彈簧仍圓錐形的外力施加后，我們?cè)O(shè)置
替代這個(gè)假設(shè)相容方程（19）和整合；g的近似解，得到如下：
而 和C1?C2是積分常數(shù)。
現(xiàn)在使用以下符號(hào)：
V：總的潛在能量
U：應(yīng)變能
Q：由外力勢(shì)能
而忽略了剪切應(yīng)力的影響，獲得以下關(guān)系：
其中
內(nèi)力和彎矩；Nr，No，Mr和Mo可考慮方程未知的fa表示。（24）至（29）。代入式（30），我們終于到達(dá)總勢(shì)能的表達(dá)式，即，
積分常數(shù)C1，C2是由邊界條件如下：
方案A
方案B
方案C
未知，fa是由勢(shì)能駐值原理dV / dfa = 0。然后由應(yīng)變能法最后的結(jié)果是
其中，M是從下列關(guān)系計(jì)算出的常數(shù)：
方案A
方案B
方案C
這應(yīng)該由邊界條件決定。方程（29）和（35）的應(yīng)變能量法的碟形彈簧近似解。應(yīng)當(dāng)指出的是，G. A. wempner的解決方案也由應(yīng)變能量法得到但它包括三個(gè)幾何參數(shù)，而本文的近似的解決方案包括兩個(gè)幾何參數(shù)的簡化表達(dá)式結(jié)果有用。然而，是容易看到的是，無論是哪個(gè)都是基本相同的。
4、數(shù)值解的迭代過程
如果未知。方程（35）確定的半徑比ρ為一定值，幾何參數(shù)k和負(fù)載參數(shù)Q，與以下幾步迭代過程進(jìn)行，fa作為初步估計(jì)：
（1）m?=?1，m是正整數(shù)作為迭代次數(shù)。
（2）解
（3）解
（4）計(jì)算fm
（5）使m+1→m然后跳到（2）。
在上面的過程，λ就是所謂的松弛參數(shù)
此過程中，如前所述，是Keller-Reiss的方法，其中所述迭代，必須從一個(gè)小的負(fù)載參數(shù)（對(duì)于該解決方案由線性理論和由非線性理論并不那么不同）進(jìn)行，以一個(gè)大的負(fù)荷參數(shù)，而上述迭代過程可以給負(fù)載參數(shù)的任意值的解決方案中。
松弛參數(shù)。λ是用來加速收斂的解決方案或防止發(fā)散。在一般情況下，提高了算法的收斂性能降低的參數(shù)值，收斂觀察不能被很好的參數(shù)的值的改善。
表1比較的撓度和應(yīng)力為n =50，100和200（V=0.3）
方程（39）和（40）與給定的邊界條件，可以很容易地用有限差分法求解，為他們的右手邊是在迭代法是一種線性化和每一步的認(rèn)識(shí)，應(yīng)用有限差分近似，他們成為線性代數(shù)方程組或三對(duì)角方程系統(tǒng)的解決方案，可以容易被消除的方法只有兩次是必需的。用于此目的的有限差分近似如下：
除了邊界內(nèi)的網(wǎng)格點(diǎn)，
對(duì)于這兩種界限
其中
N：網(wǎng)格數(shù)
（a） 撓度和應(yīng)力分布曲線
（b） 撓度和應(yīng)力分布曲線
（C）周向彎曲大負(fù)載參數(shù)應(yīng)力分布的例子
圖3
5、數(shù)值計(jì)算
進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，對(duì)于n=100和的情況下，因?yàn)樗亲钪匾?。一般來說，用有限差分法求解的精度取決于其網(wǎng)格數(shù)N。表1給出了兩個(gè)例子，他經(jīng)常計(jì)算n=50，100，200顯示，對(duì)于n=100是足夠精確的實(shí)際用途的計(jì)算。
式中λ的松弛參數(shù)的最佳值（41）所應(yīng)選擇的試驗(yàn)。當(dāng)它是計(jì)算的收斂是不好的條件下觀察到，λ值立刻進(jìn)行修改。改善這種不良狀況和減少計(jì)算時(shí)間，注意到一個(gè)較小的λ值一般應(yīng)足以不收斂條件。因此，計(jì)算程序是這樣寫的能夠改變的λ值手動(dòng)操作時(shí)非常方便。
在迭代過程收斂的數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)，我們把
該解決方案解的精度，可以任意選擇η的值來確定。在這里，我們把
η =0.00005
數(shù)值計(jì)算是大阪大學(xué)NEAC-2206數(shù)字化計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的。
6、數(shù)值結(jié)果
6.1偏轉(zhuǎn)和應(yīng)力分布曲線
圖3顯示了幾個(gè)與無量綱形式的w/hCOSθ和應(yīng)力分布與后綴r和θ形式的平均徑向和環(huán)向薄膜應(yīng)力變形分布的例子，分別表示br和bθ平均徑向及周向彎曲應(yīng)力-ES。如圖所示，徑向應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，因此只有周向應(yīng)力的周向應(yīng)力引起的討論。和彎曲應(yīng)力，沒有例外，內(nèi)邊緣處最大，且抗壓的上表面和下表面上的拉伸。另一方面，膜應(yīng)力的內(nèi)部邊緣的壓縮和拉伸的外邊緣處的撓度較小的地區(qū)除了的情況下，K為零。對(duì)變形較大的區(qū)域，它們的拉伸的內(nèi)緣和壓縮的外邊緣和一個(gè)瞬變點(diǎn)發(fā)生變形的中間值，膜應(yīng)力分布呈現(xiàn)奇異性[圖3（a）]。同時(shí)對(duì)負(fù)荷參數(shù)的彎曲應(yīng)力分布略有奇異[圖大值（C）]。不管怎樣，總應(yīng)力是薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力和最大的上表面或下表面的內(nèi)側(cè)邊。因此，圖5顯示了在6.3內(nèi)邊緣僅占總應(yīng)力。圖3中，由應(yīng)變能量法的近似的解決方案相比得到數(shù)值解。
圖4
6.2荷載-撓度曲線
碟形彈簧的載荷-撓度曲線的參數(shù)值和P=0.25，0.5和0.75，如圖4所示在負(fù)載是無量綱形式表達(dá)，在形式最大撓度。
在每一種情況下，比較了由應(yīng)變能量法的近似解。一般來說，如圖4所示，近似解與P的較小的值的數(shù)值解，但不為不穩(wěn)定區(qū)域是如此的精確。無論如何，能源解決方案的可能幾乎被稱為碟形彈簧近似。
6.3應(yīng)力-撓度曲線
無量綱總應(yīng)力在上、下表面與偏轉(zhuǎn)內(nèi)緣是顯示在圖5。圖5中，在上表面的曲線相交的下表面，這意味著最大應(yīng)力出現(xiàn)在上表面為較小的偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)增加曲線，它跳到下表面。圖5中的虛線（B）是誰的錯(cuò)誤被發(fā)現(xiàn)在瞬態(tài)點(diǎn)增加能源解決方案。但是，碟形彈簧，通常用于在最大應(yīng)力出現(xiàn)在上表面區(qū)域，因此能源解決方案的應(yīng)力-撓度曲線可能是良好的近似實(shí)際的目的。相反，記住，由應(yīng)變能法的應(yīng)力分布，結(jié)果并不總是好的合適的值。
6.4比較一Almen一Laszlo的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
通過J.O.Almen和A.Laszlo的實(shí)驗(yàn)結(jié)果被認(rèn)為雖然是出色的。詳細(xì)的設(shè)備和方法在他們的論文中未示出。因此，我們嘗試一些比較這些結(jié)果與我們的計(jì)算結(jié)果如圖6。從這些數(shù)字，數(shù)值結(jié)果被發(fā)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好，而能源解決方案：也有很好的近似，除了不穩(wěn)定的區(qū)域，此外，應(yīng)該指出的是，他們是Almen-Laszlo解決方案的改進(jìn)。
圖5
7、實(shí)驗(yàn)
重申了數(shù)值解的有效性和能源解決方案，實(shí)驗(yàn)獨(dú)立進(jìn)行Almen和Laszlo。
圖6
具體內(nèi)容如下：
1）標(biāo)本
標(biāo)本制成的SK鋼在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，Young's rnodulus E 和泊松比ν，可以采取如下：
E = 21000公斤/平方毫米，V = 0.3
它們的幾何配置表2。
試樣尺寸表2（毫米）
2）加載appratures測(cè)量系統(tǒng)
標(biāo)本，如圖7所示，是舉行了兩次加載附件和由奧爾森型測(cè)試儀加載之間。最大撓度測(cè)量的差動(dòng)變壓器式位移計(jì)量，和負(fù)載細(xì)胞和X-Y記錄儀是用于在同一時(shí)間獲得連續(xù)的載荷-撓度曲線。固定邊界條件，二硫化鉬潤滑脂涂抹的試樣的接觸部分和加載附件被認(rèn)為是有效的。
圖7
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果
圖8 圖9
圖10
圖8圖顯示的各種試件的荷載-撓度曲線。在這些數(shù)據(jù)中觀察到，加載與卸載曲線不重合的曲線。這是由于試樣和加載附件，可以通過在接觸部分采用MoSz-grease有防止之間的摩擦力。但應(yīng)該指出的是，這是必然的-一些試樣的表的初始幾何缺陷。除了摩擦效應(yīng)，荷載撓度曲線也是這個(gè)初始缺陷十分敏感，尤其是彈簧高度的初始缺陷。實(shí)際上，大多數(shù)的荷載-撓度曲線實(shí)驗(yàn)表明對(duì)于小負(fù)載值的參數(shù)如圖所示的奇異性，圖11。在這種情況下，測(cè)量高度C應(yīng)糾正δ圖11如下：
圖11
這種修正的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的比較是非常重要的。所有的圖8圖10是以這樣的方式糾正。
在數(shù)字；實(shí)驗(yàn)結(jié)果與能源解決方案相比，它是觀察到的結(jié)果顯示出良好的協(xié)議。因此，它被發(fā)現(xiàn)的能源解決方案可用于碟形彈簧的設(shè)計(jì)為更好的近似比阿爾-拉斯洛公式。
8、對(duì)碟形彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算公式
由應(yīng)變能量法的近似解減少到以下考慮實(shí)用方便的形式：
對(duì)于負(fù)載一偏轉(zhuǎn)特性，
這些應(yīng)力，
其中
W: 最大撓度
P：軸向力
σu：在內(nèi)部邊緣的上表面的總應(yīng)力
σL：在內(nèi)部邊緣的下表面的總應(yīng)力
E：楊氏模量
ν：泊松比
α，N, β, γ:常數(shù)
而且
圖12顯示的值的常數(shù)，α，N,β,γ取決于半徑比ρ，這圖也顯示方程（36）M的值。
9、摘要
碟形彈簧的微分方程的數(shù)值方法，基于Reissner理論彈簧的迭代過程，使檢測(cè)精度的近似解和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證這些結(jié)果的有效性。
近似解，本質(zhì)上是不gawempner方案得到的應(yīng)變能方法，但更加有用，因?yàn)橛袃蓚€(gè)幾何參數(shù)來代替wempner方案為碟形彈簧的一個(gè)很好的近似解。本報(bào)告中的數(shù)值方法是由Keller和Reiss的迭代程序的改進(jìn)，可以應(yīng)用于其他的非線性問題的近似解可以容易得到。
圖12
應(yīng)當(dāng)指出的是，在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中觀察到的實(shí)際的載荷 - 撓度曲線是通過摩擦力在邊緣和初始幾何缺陷的影響。
最后，作者想表達(dá)自己的感謝為自己便利進(jìn)行計(jì)算K.JO教授和助理教授S.Makinouch提供的設(shè)施
參考文獻(xiàn)
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(2)G.A. Wempner: Proc. Third U.S. Nat. Congr.Appl.Mech., (1958), p. 473.
(3)E. Reissner: Progr. Appl. Mech. The Prager Anni-versary Volume, (1963), p. 171.
(4)H.B. Keller and E.L. Aeiss: Proc. Third U.S. Nat.Congr. Appl. Mech:, (1958), p. 375.
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