コイルばねの変形などのことで。

質問

コイルばねの変形と強度設計の方法をだれか説明していただけませんか？よろしくおねがいします。

回答No.1

noname#12265 · ベストアンサー

圧力容器の計算でも回答致しましたloftybridgeです。
　こちらの計算も、文字式をダラダラ打つのはちょっと長くなり過ぎるので、計算の概念の解説とさせて頂きます。こんな回答で貴殿のお役に立つのか、自信はありませんが・・・。

　コイルばねの断面を考えますと、結局のところは捩じり棒ばね（トーションバースプリング)と同じで、特定断面の積分が、ばね全体のたわみとなります。

　コイル＝捩じり棒としますと、最大応力は線径表面に出ます。この応力が使用材料の耐力以下であればばねとして機能する事になりますが、しかし実際のばねでは一発大入力の破壊より疲労（＝耐久性)が問題となります。
　この耐久性は手計算レベルでは算出出来ません。使用材料の疲れ強さに関するデータがなければ時間強度の実用的な予測は不可能です。

　たわみに関しましては、最初に申し上げました通り特定断面での歪みの積分で算出出来ますが、線径や巻き数、ばね径等が判ればばねレートが算出出来るので、単純に軸方向の入力値を乗してやれば特定荷重に対するばねのストロークが算出出来ます。

　最後に具体的な計算方法ですが、実はこれは圧力容器より探すのがカンタンです。
　機械要素の設計に関する教科書にはコイルばねの計算式は必ず掲載されていますし、汎用スプリングのメーカのカタログにも計算方法が出ています。
　参考URLは汎用スプリングメーカの一つであるカトウスプリング殿より公開されているばね計算ソフトです。

参考URL：

http://www.katospring.co.jp/hp/calculation.htm