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段付き回転軸のねじりモーメントと許容応力の関係
- 段付き回転軸において、許容せん断応力と応力集中係数が与えられている場合、ねじりモーメントと動力を求める問題についての質問です。
- 質問の内容は、ねじりモーメントを決定するために必要な断面2次極モーメントと半径の選び方についての疑問です。
- 既存の教科書や参考資料を見る限り、半径に関しては直径の違いによる混乱があるようですが、調べた結果、半径には細い方の値を使うべきだという意見が多かったです。
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初めて質問をします。宜しくお願い致します。 駆動軸のねじりと曲げモーメントの計算をしていて 古い参考書(1980年発行)を参照していると段付き駆動軸の場合、 段や切り欠き部(キー加工)には通常よりも大きな引っ張り応力、曲げ応力が生じる。 この現象を応力集中と言う。と記載されており、この場合応力集中係数を 相当ねじりモーメント 及び 相当曲げモーメントの式にもちいる(かける)と記載されています。 私が見た最近発行された参考書には段付き軸の事は場合の事は記載されていません。 一般的に応力集中係数を使用するのでしょうか。 機械計算に詳しい方、御教示願います。
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大学の授業で軸の直径を求めて計算書を提出しろといわれました 条件 1:ねじりモーメント(T=230 N・m)のみを受ける中実丸棒軸として計算する 2:安全率は5とする 3:材質はS45C(基準つよさ=569N/mm^2) 手順 1:材質の強度(ねじり強さ、せん断強さ)を教科書・便覧等から決定する 2:材質の許容ねじり応力と許容せん断応力を求める 3:1、2から決定した数値をもとに教科書を使って軸径dを求める 質問 教科書にも便覧にも、引張強さと降伏点しか載っていないのに どうやって強さを求めればいいのでしょうか? 許容ねじり応力、許容せん断応力はどう求めればいいのでしょうか? 許容ねじり応力は(モーメント)/極断面係数で出るらしいのですが 極断面係数=(π/16)×d^3 なので 結局軸径が不明なままなのです 使用する公式なども添えて頂ければ助かります・・・ 皆様 お忙しい中 未熟者の私のためにご回答くださいましてありがとうございます 回答(2)様 >条件の基準強さ→ねじり強さ→安全率→許容ねじり強さ(応力) というのがよく分からないのですが どういうことなのでしょう??? 回答(1)様 引張強さと各種強さの相関に関しては教科書に載っていませんでした・・・ 見落としているだけかも知れませんが・・・ 因みに使っている教科書は↓ 機械要素設計(第二版) 最新 材料の力学 です τyp=σyp/√3より ねじり強さ=569/√3=328.512 許容応力=基準強さ/安全率より 許容ねじり応力=328.512/5=65.702 d=(5.1T/65.702)^(1/3)=26.136mm と出ましたが・・・ 細すぎませんか・・・? 皆様 お忙しい中お時間を割いていただき ありがとうございました。 今回の軸設計はどうやら「機械設計製図」の授業で「プランマブロック」を設計する際に必要なようです。 この結果で計算書を作成してみます。 回答(1)様 「軸」というと、自分はなんとなく「横フライス」のようなものを思い浮かべてしまうので、40mm~50mm程の物と思っておりまして・・・
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半径が小さいほうが答えであるということですね? ありがとうございました。 なお、教科書はご指摘の通り初版のものです。 2年前に買ったのですが、重版されていなければ執筆者の一人がうちの大学の教授ですので伝えに行こうかと思います 軸受け部に関するお話もお教えいただきましてありがとうございました。やはり材料力学の範疇を超えているという判断でよろしいということですね? 一応、まだmy3027さんの返答がついてくる可能性を考えて明日まで回答を締切にしませんが、特に何もなければこのまま放置して下さい。 それでは失礼いたします。ありがとうございました。