許容応力

静荷重の場合(1)

静荷重下(ばねの使用状態で荷重変動が無いか、繰り返し荷重があっても、ばねの生涯を通じて、大凡1000回以下の動作しかしないもの)での使用における、許容ねじり応力は、以下の通りである。

圧縮コイルばね

圧縮コイルばねの許容捻り応力は、下図の通りであり、ばねの密着応力は、この値を超えないことが望ましい。また、最大試験荷重時の応力は、この値に等しくとる。圧縮コイルばねの設計 3.圧縮コイルばねの設計公式 4捻り応力(静的使用):で求めたτo(ばねの使用上の最大応力)は、下図に示す値の80%以下にする。

引張コイルばね

引張コイルばねのコイル部における許容捻り応力は、下図に示す値の80%であり、最大試験荷重時の応力は、この値に等しくとる。圧縮コイルばねの設計 3.圧縮コイルばねの設計公式 4捻り応力(静的使用)で求めたτo(ばねの使用上の最大応力)は、下図に示す値の64%以下にする。

静荷重の場合(2)

静荷重下での使用における、許容曲げ応力は、以下の通りである

引張コイルばね

引張コイルばねのフック部における許容曲げ応力は、下図の通りであり、引張コイルばねの設計 3.引張コイルばねの設計公式 4.フック部の曲げ応力:で求めたσが、下図に示す値を超えないようにする。

捻りコイルばね

捻りコイルばねの許容捻り応力は、下図の通りであり、捻りコイルばねの設計 3.捻りコイルばねの設計公式 7.曲げ修正応力(捲込方向への動作):で求めたσ、あるいは捻りコイルばねの設計 3.捻りコイルばねの設計公式 8.曲げ修正応力(捲戻方向への動作):で求めたσMAXが、下図に示す値を超えないようにする。

動荷重の場合(1)

動荷重下(繰り返し応力)での使用における圧縮コイルばね及び引張コイルばねのコイル部の疲労寿命は、以下の通りである。

  1. 圧縮コイルばねの設計 3.圧縮コイルばねの設計公式 5.捻り修正応力(動的使用):τ=κ・τoを使用して、ばね使用中における下限応力 τmin と、上限応力 τmax を、各々求める。
  2. τmin 及び τmaxと、材料の引張強度σbとの比である、下限応力係数 及び 上限応力係数 を、各々求める。
  3. 下図の横軸に下限応力係数 τmin/σb を、縦軸に上限応力係数 を、各々プロットし、その交点の座標を読む。

動荷重の場合(2)

動荷重下(繰り返し応力)での使用における引張コイルばねのフック部及び捻りコイルばねの疲労寿命は、以下の通りである。

  1. 引張コイルばねの設計 3.引張コイルばねの設計公式 4フック部の曲げ応力を使用して、あるいは捻りコイルばねの設計 3.捻りコイルばねの設計公式 7.曲げ修正応力(捲込方向への動作):を使用して、または、捻りコイルばねの設計 3.捻りコイルばねの設計公式 8.曲げ修正応力(捲戻方向への動作):を使用して、ばね使用中における下限応力 σmin と、上限応力 σmax を、各々求める。
  2. σmin 及び σmaxと、材料の引張強度σbとの比である、下限応力係数 及び 上限応力係数 を、各々求める。
  3. 下図の横軸に下限応力係数 を、縦軸に上限応力係数 を、各々プロットし、その交点の座標を読む。

その他のばね設計解説

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