기계설계 : 압축 코일스프링 계산 예제

# 압축 코일 스프링 계산 예제 1

하중 6 kgf 이 발생하며 스프링이 대략 10 mm 정도 압축 변위를 일으켰다고 가정합니다.

압출 코일 스프링 외경 OD = 10 mm , 스프링 선경 d = 1.2 mm 로 가선정 합니다.

1.1 스프링 평균지름

외경 OD = 10

내경 ID = 10 - ( 1.2 × 2 ) = 7.6

평균 지름 D = OD + ID / 2 = 8.8

1.2 스프링 지수 ( C )

C = D / d = 8.8 / 1.2 = 7.3

1.3 스프링 상수 ( K )

K = P / δ = 6 kgf / 10 = 0.6

1.4 유효감김수 ( n )

δ = 8·n·P·D^3 / G·d^4 에서 유효감김수 n 을 빼면

n = δ·G·d^4 / 8·P·D^3 = ( 10 × 7 × 10^3 × 1.2^4 ) / ( 8 × 6 × 8.8^3 ) = 4.4 ≒ 5

1.5 스프링 길이선정에 따른 형상결정

L = Na·P + 1.5·d

L = 스프링의 전체 자유길이 = 저는 볼트에 스프링적용할 예정이므로 20 mm 가지정

P = 스프링 피치

Na = 유효감김수

피치 P = ( L-1.5d ) / Na = 20－(1.5×1.2) / 5 = 3.64

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# 압축 코일 스프링 계산 예제 2

하중 6 kgf 이 발생하며 스프링이 대략 5 mm 정도 압축 변위를 일으켰다고 가정합니다.

스프링 지수 C = 6 , 스프링 선경 d = 1.5 mm 로 가선정 합니다.

G = 스테인레스 강선  7 x 10^3 kgf/㎟

2.1 스프링 평균 지름

D = C×d = 6 × 1.5 = 9

2.2 왈의 응력수정계수 ( Wahl correction factor )

K = {(4C-1) / (4C-4)} + (0.615/C)

K = 1.15 + 0.1025 = 1.2525

2.3  유효감김수 ( n )

n = δ·G·d^4 / 8·P·D^3 

  

    ≒ 2

2.4 전단응력 ( τ )