コイルばね設計計算機 戻る EN | ZH
Mechanical Design

コイルばね設計計算機(圧縮・引張・ねじり)

線径・コイル径・有効巻数・自由長からばね定数・最大応力・疲労安全率・固有振動数・座屈をリアルタイム計算。Wahl補正とGoodman線図による疲労評価。

ばね設計パラメータ
ばね種類
材料
線径 d2.0 mm
コイル平均径 D20.0 mm
有効巻数 Na8
自由長 L₀80.0 mm
最大荷重 F_max100 N
最小荷重 F_min20 N
端末形状
ばね定数 k [N/mm]
最大せん断応力 τ [MPa]
安全係数 n
固有振動数 fn [Hz]
密着長 L_s [mm]
座屈チェック

設計基本式

ばね定数:$k = \dfrac{Gd^4}{8D^3 N_a}$

Wahl係数:$K_W = \dfrac{4C-1}{4C-4} + \dfrac{0.615}{C}$, $C = D/d$

最大応力:$\tau = K_W \cdot \dfrac{8FD}{\pi d^3}$

固有振数:$f_n = \dfrac{d}{4\pi N_a D^2} \sqrt{\dfrac{G}{2\rho}} \times 1000$

CAE連携:ばね要素(SPRING要素)のモデル化時のk値根拠として活用。疲労解析ではGoodman線図の安全余裕を確認後にFEMで詳細応力分布を検証。座屈は動解析でのモード確認が必要。

計算例

計算例:SUS304 圧縮コイルばねの設計

設計条件:荷重 F = 50N、変位 δ = 20mm、外径 D ≤ 25mm

設計基準:JIS B 2704(コイルばね)。疲労用途では JIS B 2710 を参照。

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