TORSION SPRING
토션스프링 설계 계산기
감기는 방향으로 작동하는 단일 코일의 선형 탄성 계산
각도당 스프링 상수
N·mm/°
— N·mm/rad사용 토크 T
N·mm
— N·m코일 내측 굽힘응력
MPa
내측 보정 · 절댓값각변위와 작용력
개념도 · 축척 아님토크–각변위
현재 조건치수와 계산값
무부하 치수 mm- 외경 OD
- —
- 평균경 D
- —
- 내경 ID
- —
- 스프링 지수 C
- —
- 몸통 권수 N
- —
- 계산용 등가 권수 Nₑ
- —
- 내측 보정계수 Kᵢ
- —
- 환산 토크 kgf·mm
- —
계산식 · 적용 범위 · 재질 참고값
k(rad) = Ed⁴ / (64DNₑ)k(°) = k(rad) × π / 180T = k(°) × θF = T / R|σᵢ| = Kᵢ × 32T / (πd³)Kᵢ = (4C²−C−1) / [4C(C−1)]원형 선재·원통형 단일 코일의 기본 탄성식(계수 64)입니다. E는 종탄성계수, D는 무부하 평균경, C = D/d입니다. 감기는 방향의 추가 회전량과 토크 크기를 계산하며, 풀리는 방향·더블 토션·비원형 선재는 대상이 아닙니다.
코일 본체 기준에서는 Nₑ = N입니다. 직선 암 보정을 선택하면 Nₑ = N + (a₁+a₂)/(3πD)를 사용합니다. 이 경우 θ는 코일과 암의 처짐을 합친 등가 각변위입니다. 접선형 직선 암의 끝점 횡하중을 가정하는 간이식이며, 절곡 암·순수 끝단 모멘트·복잡한 고정 조건에는 별도 모델이 필요합니다. R은 힘 환산값이며 임의의 R 변경이 암 강성 모델을 보정하지는 않습니다.
응력은 코일 본체 토크에 따른 내측 굽힘응력의 절댓값 추정치입니다. 암의 절곡부·접촉부 응력이나 스프링 전체의 최대응력이 아닙니다. 허용응력 비교는 같은 응력 기준의 입력값에 대해서만 유효하며, 잔류응력과 피로 수명을 계산하지 않습니다.
재질별 E 참고값: SWP·SW-B/SW-C·SWO 계열 206,000 MPa, SUS304·SUS316 186,000 MPa, SUS631J1 196,000 MPa. 실제 선재·열처리·사용 온도에 맞게 수정하세요. 1 N·m = 1,000 N·mm, 1 kgf·mm = 9.80665 N·mm입니다.
작동 중 코일 지름 축소·몸통 길이 증가·축 간섭·코일 마찰·암 접촉·대변형은 반영하지 않습니다. 그래프 끝은 표시 범위이며 허용 회전각이 아닙니다. 실제 조립 조건에서 토크와 수명을 검증하세요.
설계 검토용 계산값입니다. 양산 적용 전 실제 재료 특성, 축 간극과 시제품 토크 시험을 확인하세요.