一般的なばねの基本計算式(JIS B 2704より抜粋)

記号 記号の意味
d 線径(φ)
D1 コイル内径(o)
D2 コイル外径(o)
D コイル平均径(D1+D2)/2
Na 有効巻数
Nt 総巻数
L 自由長(o)
P 荷重N(Kg)
δ ばねのたわみ
k ばね定数N/o(Kg/o)
G 横弾性係数N/o2(Kg/o2)
c ばね指数(D/d)

※D(コイル平均径)・・・線の中心と中心の間の寸法
材質 横弾性係数(N/o))
硬鋼線 78500
ピアノ線 78500
オイルテンパー線 78500
ステンレス線 68500
材料 比重(g/cm3)
鉄(Fe+0.06%C) 7.87
鋼(Fe+0.8%C) 7.84
SUS304(18Cr-8C) 7.90



・ばねの重量を計算する

    例≫ ピアノ線φ2.0 有効巻数5(総巻数7) コイル径φ15.0 
 @ばねの体積を求める
  材料の断面積 × ばねの長さ = ばねの体積
    式.≫ (1.0*1.0*3.14) * (15.0*3.14*7) = 3.14 * 329.7 = 1035.258 o3
 Aばねの重量を求める
  質量 × 比重 = ばねの重量
    式≫ 1035.258o3 * 0.00784g/o3 = 8.116g


・ばねの定数を計算する

       Gd4              例≫ ピアノ線φ2.0 有効巻数5 コイル径φ15.0 
  k = ---------            式≫ ( 78,500 * 2.0^4 ) / ( 8 * 5 * 15.0^3 ) = 1256000 / 135000 = 9.304N/o 
      8NaD3

・荷重の計算をする(圧縮スプリング)

                       例≫上記スプリングのばね特性として、自由長30o、取付長を25oとした場合、
  P = δ* k               式≫ ばねのたわみを計算する δ= L - L1 δ= 30-25 = 5
                            5 * 9.304 = 46.52N

・ばねの応力を計算する

      8κD       κdG       例≫上記スプリングのばね特性とした場合、
 τ= ------- P = -------- δ   式≫ 補正係数を計算する c = 7.5
      πd3      πNaD2                        κ= {(4*7.5-1)/(4*7.5-4)} + (0.615/7.5) = 1.1974
 κ(ワール修正係数) = {(4c-1)/(4c-4)} + (0.615/c)   { (8*1.1974*15.0) / (3.14*2.0^3) } * 46.52 = (143.688/25.12) * 46.52
                                                                     = 266.097 N/o2



HOME  TOP