弹性挡圈为什么采用非等宽设计？

今天聊个有趣的话题，弹性挡圈（卡簧）相信大家都不陌生，很多场合都会用到它。但是你有没有留意到大部分我们用到的卡簧其截面宽度尺寸是渐变的？整个圆周长度上并不均匀，从下图可以看出。

那这样设计有什么好处呢？其实小小的部件里也充满了设计的精妙。

我们知道弹性挡圈的内径（下图中的d3）通常比轴上沟槽的尺寸d2小一点，这样挡圈装到轴上后径向会有些胀大变形，从而更好的抓牢沟槽底部。等宽与非等宽设计的差异就在于抓牢的程度。

如果截面采用的是等宽度设计，则挡圈内径和沟槽底部的接触实际上是三点接触（如下图FEA所示，三个应力大的区域，网上图片仅示意）。

注：图片来自于《65Mn弹性挡圈脆断及热处理工艺优化》，作者徐磊等

而如果采用前面那种非等宽设计，则整个挡圈内孔表面与沟槽底部则是一个更全面、压应力更加均匀的接触（手头没有FEA工具也没找到合适的图片给大家展示这种情况了，大家可以自己做FEA看看）。有了好的底部抓力，进而也可以允许更高的轴向推力载荷。这就是采用非等宽设计的一个原因。

后面再给大家出一个思考题：弹性挡圈两个孔（卡簧钳孔）位置处材料较多（设计宽度较大），除了要留出卡簧钳孔的位置外，还有什么用途呢？你先想想，答案见下方评论区。