彈簧K值計算器
輸入彈簧線徑、外徑、圈數，馬上算出 K 值與壓縮彈力
彈簧參數
範例：常見模具/工業壓縮彈簧（琴鋼線 d3 × OD20）
0.1 ~ 10 mm
1 ~ 100 mm
1 ~ 50
5 ~ 500 mm
剪切模數 G: 79.3 GPa
壓縮量設定
壓縮彈力
136.19 N
計算結果
彈簧常數 K
27.238
N/mm
這顆彈簧屬於中等剛性
計算明細 彈簧指數最佳
中徑 D
17.00 mm
彈簧指數 C
5.67
彈簧指數在最佳範圍
Wahl 係數 Kw
1.2692
剪切應力 τ
277.1 MPa
密圈高度
22.50 mm
最大可用壓縮量
22.00 mm
安全檢核 通過
力-位移曲線
關於彈簧K值計算器
彈簧K值計算器是專為工程師設計的免費線上工具，可快速計算壓縮彈簧的剛性係數（彈簧常數）K值、指定壓縮量下的彈力，以及安全性檢核。
計算公式
彈簧常數公式：K = (G × d⁴) / (8 × D³ × Na)
其中 G 為材質剪切模數、d 為線徑、D 為中徑、Na 為有效圈數
Wahl 應力修正係數：Kw = (4C-1)/(4C-4) + 0.615/C
其中 C = D/d 為彈簧指數
剪切應力公式：τ = (8 × F × D × Kw) / (π × d³)
材質選擇指南
- 高碳鋼線：琴鋼線(A228)強度最高，硬拉線(A227)經濟實惠，油回火線(A229)表面品質佳
- 合金鋼線：鉻釩鋼(A231)耐疲勞、耐衝擊，鉻矽鋼(A401)最高疲勞強度，適合引擎閥門彈簧
- 不鏽鋼線：302/304 通用型耐腐蝕，316 適合海洋環境，17-7PH 高強度航空級
- 銅合金線：黃銅導電佳成本低，磷青銅耐腐蝕，鈹銅高強度精密用
- 高溫鎳合金：Inconel 600/718 耐極端高溫，A286 航空核能級，Monel 400 耐海水腐蝕
- 模具彈簧 (ISO 10243)：矽鉻鋼材質，顏色代表負載等級。黃色超輕、藍色輕、紅色中、綠色重、棕色超重
彈簧指數 C 的重要性
彈簧指數 C = D/d 是彈簧設計的關鍵參數。建議範圍為 4~12：
- C < 4: 線圈太緊密，製造困難，應力集中嚴重
- C = 6~10: 最佳範圍，製造容易，性能穩定
- C > 12: 線圈太鬆散，容易歪斜變形
如何使用
- 輸入線徑 d（彈簧線材的直徑）
- 輸入外徑 OD（彈簧的外部直徑）
- 輸入有效圈數 Na
- 輸入自由長度 L₀
- 選擇彈簧材質
- 調整壓縮量滑桿查看對應彈力
- 查看安全檢核結果
公式來源
本計算器公式參考自以下權威來源：
- Spring Manufacturers Institute (SMI) Handbook
- Tokai Spring Industries 技術資料
- Shigley's Mechanical Engineering Design
最後更新：2025年11月 | 公式經多方驗證，誤差 < 1%
