Bagaimana cara menghitung laju pegas?

Konstanta pegas k untuk pegas kompresi heliks adalah k = Gd⁴/(8D³n), di mana G adalah modulus geser, d adalah diameter kawat, D adalah diameter lilitan rata-rata, dan n adalah jumlah lilitan aktif. Rumus ini mengasumsikan kawat bulat dan sudut pitch yang dapat diabaikan.

Apa itu faktor koreksi Wahl?

Faktor Wahl Kw memperhitungkan kelengkungan dan efek geser langsung pada pegas heliks. Kw = (4C-1)/(4C-4) + 0,615/C, di mana C = D/d adalah indeks pegas. Faktor ini meningkatkan tegangan geser yang dihitung, terutama untuk indeks pegas kecil (kumparan rapat).

Indeks pegas C berapa yang harus saya targetkan?

Indeks pegas C = D/d antara 4 dan 12 adalah tipikal. C < 4 membuat pegas sulit diproduksi dan menyebabkan tegangan tinggi. C > Nilai C = 12 dapat menyebabkan kusut dan bengkok. C = 6–10 adalah nilai optimal untuk sebagian besar aplikasi.

Apa itu tinggi ruang padat dan mengapa hal itu penting?

Tinggi padat adalah panjang pegas saat terkompresi penuh sehingga semua lilitan saling bersentuhan. Nilainya sama dengan (jumlah lilitan total) × diameter kawat. Pegas tidak boleh dikompresi hingga tinggi padat saat digunakan, karena akan terjadi deformasi permanen (deformasi plastis).

Modulus geser G mana yang harus saya gunakan?

Nilai umum: Kawat musik (ASTM A228) G ≈ 79,3 GPa, Baja tahan karat 302 G ≈ 69 GPa, Krom-vanadium G ≈ 77,2 GPa, Perunggu fosfor G ≈ 41,4 GPa. Nilai G sedikit bervariasi tergantung suhu dan diameter kawat.

Alat Rekayasa Gratis #064

Kalkulator Desain Pegas Kompresi Heliks

Rancang pegas kompresi heliks. Masukkan diameter kawat, diameter lilitan, panjang bebas, lilitan aktif, dan modulus geser untuk menghitung konstanta pegas, beban maksimum, tegangan geser, dan tinggi padat.

Konstanta Pegas k Faktor Wahl Perhitungan Otomatis

Diameter Kawat d (mm)

Diameter Rata-rata Lilitan D (mm)

Panjang Bebas L₀ (mm)

Kumparan Aktif n

Material (Modulus Geser G)

Jenis Akhir

Pengaturan cepat

Hasil

Konstanta Pegas k

—

Beban Maksimum pada Padat (F)_padat)

—

Tegangan Geser Maksimum τ (dengan Kw)

—

Tinggi Padat

—

Indeks Pegas C

—

Faktor Wahl K_w

—

Profil Pegas

Konstanta Pegas

Tegangan Geser dengan Koreksi Wahl

Faktor Wahl

di mana C = D/d adalah indeks pegas.

Tinggi Padat

Bahan	G (GPa)	Penggunaan Umum
Kawat Musik (A228)	79.3	Tujuan umum, ketahanan lelah tinggi
Krom-Vanadium	77.2	Beban kejut bertegangan tinggi
Tahan karat 302	69.0	Ketahanan korosi
Perunggu Fosfor	41.4	Listrik, non-magnetik
Tembaga Berilium	44.8	Tidak menimbulkan percikan api, konduktif

Contoh — Pegas Kawat Musik

Diberikan: d = 4 mm, D = 30 mm, L₀ = 80 mm, n = 10, G = 79.300 MPa

C = 30/4 = 7,5

k = 79300 × 4⁴ / (8 × 30³ × 10) = 79300 × 256 / 2.160.000 = 9,39 N/mm

Tinggi padat = (10+2) ├Ч 4 = 48 mm тЖТ Defleksi = 80 тИТ 48 = 32 mm

F_padat = 9,39 × 32 = 300,5 N

⚠️ Catatan: Jangan pernah menekan pegas hingga ketinggian padat saat digunakan. Rancang jarak gerak kerja hingga ≤80% dari defleksi yang tersedia. Periksa adanya tekuk jika panjang bebas/diameter rata-rata > 4.