Spring Finder

Enter outer diameter and required load — get recommended compression spring specs.
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※ Recommends candidates from standard wire diameters (0.5–6mm) satisfying spring index c=4–12 and stress utilization 30–95%.

用途

只需知道安装外径D和需承受的载荷,即可扫描标准线径候选,推荐可行的压缩螺旋弹簧规格(线径、中径、旋绕比、自由长、弹簧刚度)。用于详细设计前快速判断合适的线径。

推荐方式

以0.5~6mm的14种标准线径为候选,对每个线径求中径Dm=D−d和旋绕比c=Dm/d。旋绕比超出4~12,或修正剪应力超过材料许用值的候选被剔除。剩余候选按应力利用率接近75%的程度排序,显示前三名。利用率过低(低于15%)视为过度设计而剔除。

主要公式

载荷换算为F=Fkgf×9.81 N。中径Dm=D−d,旋绕比c=Dm/d,Wahl修正系数K=(4c−1)/(4c−4)+0.615/c。修正剪应力τ=K·8·F·Dm/(π·d³),利用率为τ/许用应力×100%。弹簧刚度k=G·d⁴/(8·Dm³·n)(G=78500MPa,假定有效圈数n=8),压缩量δ=F/k。

输入值

D为线圈外径(mm),所需载荷以kgf输入。材料决定许用剪应力:琴钢丝SWPB 800、硬钢丝SWC 700、不锈钢SUS304-WPB 600 MPa。剪切模量G与有效圈数n在内部固定为78500MPa和8,故建议的自由长和圈数仅为起点参考。

计算示例

当D=20mm、载荷5kgf、不锈钢(许用600MPa)时,F=5×9.81=49.05N。首选线径d=2.0mm:Dm=18mm,c=9.0,K≈1.162,τ=1.162×8×49.05×18/(π×2³)≈327MPa(利用率约54%)。弹簧刚度k=78500×2⁴/(8×18³×8)≈3.37 N/mm,压缩量δ=49.05/3.37≈14.6mm,建议自由长L≈64mm。

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