[圧縮ばねコンポーネント ジェネレータ]ダイアログ ボックス - [計算]タブ
圧縮ばねの計算に使用するパラメータを設定します。[設計]タブの選択内容に基づいてジェネレータのデータを計算できます。
[ばね強度計算]
圧縮ばね設計 | 指定したばね荷重に対する圧縮ばねの寸法を設計します。 |
ばねの計算チェック | 指定した荷重とばね寸法に対する取付寸法の計算および圧縮ばねの強度チェックを行います。 |
作動力計算 | 指定した寸法の圧縮ばねにより誘発された力を計算します。 |
[計算のオプション]
ばねの計算のオプションを選択します。
設計のタイプ | 注: このオプションは、[ばね強度計算]領域で[圧縮ばね設計]を選択した場合にだけ使用できます。 |
| | F, 組立て寸法  d, L 0 , n, D | 圧縮ばねの指定した荷重 F 1、F 8、および取付寸法 L 1、L 8、H に適合する線径、巻数、およびばねの直径を設計します。 |
| | F, D d, L 0, n, 取付寸法 | 指定した荷重 F 1、F 8、および圧縮ばねの直径に適合するばね線径、巻数、長さ、および取付寸法 L 1、L 8、H を設計します。 |
| | F 8 , D, 取付寸法 d, L 0 , n, F 1 | 圧縮ばねの指定した作動力 F 8、直径、取付寸法 L 1、L 8、H に適合するばねの線径、巻数、ばねの長さ、予負荷状態で必要な力 F 1 を設計します。 |
応力曲線の修正方法 | ドロップダウン リストから、応力曲線の修正方法を選択します。 |
| | つる巻ばねの場合、所定の荷重でばねのコイルに発生する応力が単純なねじりとして計算されます。丸めによって、その他の曲げ応力がコイルに発生します。したがって、補正係数を使用して計算内の応力が修正されます。一般的にいくつかの異なる係数が使用され、荷重の適用状況または規格の推奨値を満たす補正係数を一覧から選択します。 |
| | 注: 静的荷重を加えたばねの強度チェックのビューで、最適な結果を得られる Gahner 補正係数を使用します。 |
| | ヒント: 静的荷重が加わるばねでは、修正は通常は実行されません。 |
取付寸法の設計 | 注: このオプションは、[強度計算の種類]領域で[圧縮ばね設計]を選択し、[設計のタイプ]ドロップダウン リストから[F, D d, L0, n, 取付寸法]を選択した場合にのみ使用できます。 |
| | すべての組立て寸法「L 1, L 8, H」の設計 | 初期応力のばね長さ L1 が指定されます。 |
| | 最小荷重でのばね長さ L 1 を指定 | 指定した荷重 F 1、F 8、および圧縮ばねの直径に適合するばね線径、巻数、長さ、および取付寸法 L 1、L 8、H を設計します。 |
| | 最大荷重でのばね長さ L 8 を指定 | 指定した荷重、ばね径、および最大荷重時のばね長さに対する、作動たわみおよび取付時のばね長さを設計します。 |
[荷重]
加える力を指定します。
注: このオプションは[作動力計算]では使用できません。
寸法
ばねの寸法を入力または計測します。
[ばねのコイル]
巻数の丸め | 巻数を丸める値を設定します。 |
有効コイル | ばねの有効な巻数を指定します。 |
[ばねの材料]
ばねの材料とプロパティを選択します。
をクリックすると[材料データベース]が開くので、ここで適切な材料を選択できます。
警告: 材料の強度パラメータは実験的に求められたもので、同種のいくつかの材料について求めたパラメータの最小値になっています。ここで求められた値は、特定の材料の計測によって求められた値に近いものの、最終的な計算の場合は、製造者の材料シートや仕様書に基づいて材料のパラメータを使用することをお勧めします。 |
材料 | 材料を指定するか、材料データベースから選択します。 |
| | 材料データベースから材料を選択した場合は、それらの値が次の編集フィールドに自動的に挿入され、編集フィールドはロックされます。フィールドのロックを解除するには、チェック ボックスをオフにします。 |
最大引張応力 | ばね材料の最大引張応力を入力します。 |
許容ねじり応力 | ばね材料の許容ねじり応力を入力します。 |
せん断弾性係数 | ばねの材料の弾性係数を入力します。 |
密度 | ばね材料の密度を入力します。 |
材料の利用係数 | ばね材料の利用係数を入力します。編集フィールドの横のをクリックし、ダイアログ ボックスが開きます。ここで値を設定することができます。 |
| | 係数は、最大荷重状態のばねのねじり応力と、許容ねじり応力の関係を示し、たとえば u S» τ 8/ τ A となります。大きい値を選択した場合、ばねの製造に必要な材料は少なくなり、ばねの寸法および取り付けのための空間は小さくなりますが、ばねの作動における復元性の確保は難しくなります。小さい値を選択した場合はその逆になります。したがって、事実上この係数は安全率の逆数値です。通常の操作条件の場合、材料の利用係数は u S = 0.75 から 0.95 の範囲にすることを推奨します。高温時や衝撃を伴う荷重を受けるなどの過酷な環境でばねを作動させる場合は、これよりも小さい値を使用できます。 |
| | 材料稼働係数の値は、推奨値の範囲が提示されているダイアログ ボックスで選択します。 |
[座屈のチェック]
値を入力または計測するには、このチェック ボックスをオンにします。
ドロップダウン リストを使用して、オプションを選択します。
[疲れ荷重]
値を入力または計測するには、このチェック ボックスをオンにします。
ドロップダウン リストを使用して、オプションを選択します。
安全率 | ばね材料の安全率を入力します。編集フィールドの横のをクリックし、ダイアログ ボックスが開きます。ここで値を設定することができます。 動荷重を受けたばねを動的に計算するときに使用される係数です(寿命 N > 10 5 の作動ストロークの循環疲労荷重)。ばねの耐久限度と、全荷重を受けるばね材料のねじり応力との比で表され、たとえば k f » τ*** e / τ 8 となります。標準の使用条件の場合、疲労限度における安全率 k f の推奨値は 1.1 ～ 1.5 の範囲です。一般的に、高温または衝撃荷重を受ける過酷な環境で動作するばねには、高い k f 値を使用します。過酷な環境はばねの疲労強度に非常に重大な影響を及ぼします。これは、材料および過酷な環境のタイプによっては、ばねの許容荷重を 5 分の 1 に減少させうるためです。 疲れ限度での安全率の値はダイアログ ボックスから選択しますが、推奨値の範囲で指定します。 |
[取付寸法]
このドロップダウン リストは、[設計のタイプ]ドロップダウン リストで[F, D d, L 0 , n, 取付寸法]を選択した場合には有効になりません。[ばね強度計算]領域で[作動力計算]が選択されている必要があります。
H, L 1 L 8 | 指定した作動たわみおよび取付時のばね長さに対する最大荷重時のばね長さが計算されます。 |
H, L 8 L 1 | 指定した作動たわみおよび最大荷重時のばね長さに対する取付時のばね長さが計算されます。 |
L 1 , L 8 H | 取付時のばねおよび最大荷重時のばねの指定した長さに対して、作動たわみを計算します。 |
(詳細)
ばねの設計の追加オプションが表示されます。[その他のオプション]領域を表示するには、[計算]タブの右下にある [詳細]をクリックします。
作動たわみの設計 |
注: [ばね強度計算]領域で[圧縮ばね設計]を選択し、[設計のタイプ]ドロップダウン リストから[F, D d, L 0, n, 取付寸法]を選択した場合にのみ使用できます。 |
指定しない | 指定した荷重およびばね径に適合する、ばね作動たわみを設計します。 |
最小作動たわみ | 指定した荷重およびばね径に適合する、ばね作動たわみ(最小許容値 H min よりも大きい)を設計します。 |
最大作動たわみ | 指定した荷重およびばね径に適合する、ばね作動たわみ(最大許容値 H max 未満)を設計します |
たわみの範囲 | 指定した荷重およびばね径に適合する、ばね作動たわみ(要求したたわみ H' に近似)を設計します。 |
コイル径の設計 |
注: [ばね強度計算]領域で[圧縮ばね設計]を選択し、[設計のタイプ]ドロップダウン リストから[F, 取付寸法 d, L0, n, D]を選択した場合にのみ使用できます。 |
指定しない | 指定した荷重およびばねの取付寸法に適合する、最小のばね径を設計します。 |
最小直径 | 指定した荷重およびばねの取付寸法に適合する、最小のばね径(最小許容値 D2 min よりも大きい)を設計します。 |
最大直径 | 指定した荷重とばねの取り付け寸法に適合する、最大許容値 D1 max よりも小さいばねの外径を設計します。 |
直径範囲 | 指定した荷重とばねの取り付け寸法に適合する、要求した直径 D' に最も近いばね径を設計します。 |
[結果]
[計算]および[設計]タブの右側に[結果]領域を表示するには、右側の二重線をダブルクリックするか山形のマークをクリックします。
ばねの質量やワイヤ長さなどの計算された寸法値が表示されます。[計算]をクリックすると、値が表示されます。結果の値の単位は変更可能です。変更対象に指定する値をダブルクリックします。
[結果]ペインに次の出力パラメータが表示されます。
- 自由長での巻き部長さ
- 自由長でのピッチ
- [ワール修正係数] (K w)
- ばね定数
- 最小荷重時のばねたわみ(s 1)
- [全ばねたわみ] (s 8)
- [限界ばねたわみ] (s 9)
- [作動ばねたわみ] (s work)
- 最大許容ばねたわみ(s max)
- [ばねの限界テスト長さ] (L minf)
- [ばねの長さの理論上の限界] (L 9)
- [ばね限界力] (F 9)
- 最小荷重時の応力(τ 1)
- 最大荷重時の応力(τ 8)
- [密着長さ応力] (τ 9)
- ばねの危険速度
- ばね波動における自然振動数
- [変形エネルギー] (W 8)
- ワイヤ長さ
- ばね質量
注: メートル法またはフィート/インチ法の単位での計算パラメータの詳細については、『エンジニア ハンドブック』を参照してください。
メッセージの概要
計算に関するレポートが表示されます。[計算]および[設計]タブの下部に[メッセージの要約]領域を開くには、タブの下部にある二重線をダブルクリックするか、タブの下部にある山形のマークをクリックします。
ツールバー コマンド
の順にクリックし、[計算]タブをクリックします。