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彈簧常數公式

彈簧是一種利用彈性來工作的機械零件。一般用彈簧鋼製成。利用它的彈性可以控制機件的運動、緩和衝擊或震動、儲蓄能量、測量力的大小等。廣泛用於機器、儀表中。

彈簧的受力與變形符合虎克定律,即受力與形變量需成正比,見下式:

  • F=-kx
  • F=彈簧所產生的力單位為牛頓,簡稱牛
  • k=彈簧常數,又稱倔強係數或勁度係數,單位為牛頓/米,簡稱牛/米
  • x=彈簧的變形量或壓縮量,單位為米
  • 此外彈簧的種類有許多,如常見的有拉簧、扭簧、發條彈簧、鋼片彈簧和空氣彈簧等等。

 

{扭力彈簧-彈簧常數公式}

彈簧常數 :以k 表示,當彈簧被扭轉時,每增加1°扭轉角之負荷 (kgf*mm).

K={frac  {E*d^{4}}{1167*D_{m}*Pi*N+389*R}} (kgf*mm).

E= 線材之剛性模數

琴鋼線E=21000

不銹鋼線E=19400

磷青銅線E=11200

黃銅線E=11200

d= 線徑

D_{o}=OD =外徑

D_{i}= ID = 內徑

D_{m}=MD =中心徑 =D_{o}-d

N = 總圈數

R =負荷作用之力臂

Pi = 3.1416

 

 

{拉伸彈簧-彈簧常數公式}

彈簧常數 :以k表示。當彈簧被拉長時,每增加1mm行程之負荷(kgf/​mm).

K={frac  {G*d^{4}}{8*D_{m}^{3}*N_{c}}} kgf/mm).

G= 線材之剪切模數

琴鋼線G=8000

不銹鋼線G=7300

磷青銅線G=4500

黃銅線G=3500

d=線徑

D_{o}=OD=外徑

D_{i}=ID=內徑

D_{m}=MD=中心徑=D_{o}-d

N = 總圈數

N_{c} =有效圈數=N-2

 

{定力彈簧/恆力彈簧}

扭力計算:

F={frac  {E*b*h^{3}}{6.6*d_{n}^{2}}}

E彈性模數

琴鋼線E=21000

不銹鋼線E=19400

磷青銅線E=11200 

黃銅線E=11200

d_{n} 彈簧自由狀態下的內圈直徑(輸入端)

b 截面寬度

h 截面厚度

 

{定扭力彈簧/定扭矩彈簧/恆扭矩彈簧}

扭矩計算:

F={frac  {E*b*h^{3}}{6.6*d_{n}^{2}}}

T={frac  {(E*b*h^{3}d_{1})*({frac  {1}{d_{n}}}+{frac  {1}{d_{1}}})^{2}}{12}}

E彈性模數

琴鋼線E=21000

不銹鋼線E=19400

磷青銅線E=11200

黃銅線E=11200

d_{n}彈簧自由狀態下的內圈直徑(輸入端)

d_1彈簧的心軸直徑 (輸出端)

b截面寬度

h截面厚度

 

{彈簧總長度}

L=pi *N(D_{o}+N_{t})+10D_{o}

這個公式考慮了啟動的直徑,形成圈數(N),材料厚度(t)還有輸出軸直徑(D_{o}

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