🧮 Spring Parameter Calculator

Compute spring rate, deflection and stress from wire diameter and coil parameters.

📐 计算公式

圆柱螺旋弹簧设计（本页代码口径）：弹簧指数 C=中径÷线径；Wahl 系数 Kw=(4C−1)÷(4C−4)+0.615÷C；拉压簧刚度 k=G·d⁴÷(8D³n)（N/mm，切变模量按材料表——碳素/琴钢 79、65Mn 78、304 不锈钢 73、青铜 44 GPa，自定义可手输，×1000 转 MPa）；最大载荷 Fmax=许用切应力×πd³÷(8Kw·C)；扭转簧按 E≈2.6×G、扭转刚度=E·d⁴÷(10.8·D·n)（N·mm/°）。校验：d>0、D>0 且 D>d、n>0，否则提示「参数无效」并中止。判据：压簧长径比>4 易屈曲失稳、>3.7 接近临界（两端固定建议≤5.3、一固一铰≤3.7）；最大变形>自由长−压并长发压并告警；C<4 卷制困难、C>16 易松弛；拉伸簧注明初拉力 F₀=(0.2~0.3)Fmax。

圆柱螺旋弹簧（压缩/拉伸/扭转）刚度与强度校核

压缩弹簧拉伸弹簧扭转弹簧

簧丝直径 d (mm)

中径 D (mm)

有效圈数 n

自由长度 L₀ (mm)

材料

💡 刚度 k=Gd⁴/(8D³n)；弹簧指数 C=D/d；Wahl系数 Kw=(4C-1)/(4C-4)+0.615/C；最大载荷 Fmax=τ·πd³/(8Kw·C)。

📚 深度解析：扭杆/弹簧扭转

💡 常见使用场景

扭转刚度 kT=E·d⁴/(10.8·D·n)（扭杆）。

最大扭矩 Mmax=τ·π·d³/32、最大角=Mmax/kT。

螺旋弹簧 k=G·d⁴/(8·D³·n)、δ=F/k。

扭杆

E=200000 MPa、d=10、D=50、n=10：kT=200000×10⁴/(10.8×50×10)=2e9/5400≈370370 N·mm/°；[τ]=600 MPa：Mmax=600×π×1000/32≈58905 N·mm；maxAngle=58905/370370≈0.159°。

螺旋弹簧

G=79000、d=3、D=20、n=10：k=79000×81/(8×8000×10)=6399000/640000≈10.0 N/mm；F=100 N 时 δ=10 mm。

❓ 常见问题（FAQ）

扭杆和螺旋弹簧刚度公式不同？

是。扭杆按圆轴扭转（E、d⁴、D 为力臂），螺旋弹簧按圆柱螺旋（G、d⁴、D³、n），量纲与含义不同。

压并长度是什么？

弹簧各圈并紧时的长度 Lb=n·d，变形超过 L0−Lb 会压并失效，设计需留行程余量。

弹簧参数计算

🧮 Spring Parameter Calculator

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