弹簧设计的计算公式

常见的弹簧设计绝大部分是压缩螺旋弹簧或拉伸螺旋弹簧。 这两种弹簧设计，涉及下面的项目。 在这里将关于a），b），c）进行解说。

a）在使用范围内，弹簧负载和形变量：弹簧常数

b）安装弹簧的空间：长度x外形

c）弹簧的固定方法：弹簧的两端形状和固定方法

d）其他：弹簧刚度（永久变形），疲劳度

（1）弹簧常数和弹簧形状尺寸的关系式

　弹簧的形变量和负载（力）的关系。

　　P　＝　k　x　δ

　　　　P：弹簧负载

　　　　k：弹簧常数

　　　　δ：弹簧挠度（形变量）

　（k：弹簧常数）用弹簧材料特性和弹簧形状可以用下述公式表达。这个公式压缩螺旋弹簧和拉伸螺旋弹簧都适用。

　　k　＝　P/δ　＝　G x d4／8 x n x D3　・・・（A）

　　　　G：横向弹性系数（杨氏模量）

　　　　d：线径

　　　　n：有效匝数

　　　　D：平均线圈直径

　通过使公式（A）变形，暂时设定D（平均线圈直径），d（线径），k（弹簧常数）来计算有效匝数：n，或者根据已知的P，D，d，n ，来计算形变量：δ。

（2）弹簧的长度、外形的设计

　弹簧长度是根据(允许形变量)与弹簧载荷之间的关系来选择和设计的。

　(允许形变量)是会使弹簧变形或损坏的最大变形量（参考图1）。