ねじの強度設計の安全率について

このQ&Aのポイント
  • ねじの強度計算時には安全率を考慮していますが、その根拠はよく分かりません。
  • 一般的には静荷重に対しては安全率3倍、衝撃荷重に対しては安全率12倍を目安としています。
  • 参考文献を調査しましたが、具体的な根拠は表記されていなかったため、詳細は不明です。
回答を見る
  • 締切済み

ねじの強度設計の安全率について

ねじの強度計算時にて、材料の引張り強度に対して ねじの安全率で、割った値を許容値としてる場合が 有りますが、安全率の根拠が良く分かりません。 文献を幾らか見たのですが、漠然と「静荷重=3倍、 衝撃荷重=12倍を目安」と表記されてます。(私が 調べ切れてないのか・・・) 根拠的な事を教えて頂ければ幸いです。また、参考文献など有れば、教えてください。 すいませんが宜しく御願い致します。

noname#230358
noname#230358

みんなの回答

noname#230359
noname#230359
回答No.2

安全率は入力のばらつきで決まります。入力が決まっていれば、疲労限度、降伏点、破断点以下でよいはずです。飛行機などでは軽くするので、1.1とか1.3を使ってよい部分が強度計算書として計算式が決められています。  もちろん、これより強くしても良いのですが、耐空審査基準です。 入力のばらつきは機械ごとの経験則ですから、ハンドブックや便覧などで調べてみてはどうでしょうか。

noname#230358
質問者

お礼

本来一番良いのは、最大値がはっきり分かっていれば逆算して求められれば良いのでしょうね。 実際には明確な値が分かりにくいので経験値にて許容値を厳しく設けているのですかね。 余り自信も無かったので、モヤモヤが晴れました! 回答有り難うございました。

noname#230359
noname#230359
回答No.1

こんにちは 回答になっていませんが、私も細かい計算をした後乱暴に2とか3の安全率をかけるのはずっと疑問でした。一般機械の安全率根拠は知ってる限りないです。ただ、ベアリング、ギヤ、伝達ベルト等比較的同じ種類の製品を作りつづける機械要素業界は、たとえば衝撃の多い少ないや潤滑状況等条件によって1.2をかけたりとか理詰で算出する方法論をもっているようで、その一部はカタログ等にのっています。引張荷重がかかる場合でも、クラックや衝撃の問題、腐食の問題、形状等で安全率が掛けてあっても破壊することはありますし、破壊により人命に影響有無等でも変わってきます。永遠のテーマと思っています。 お答えをお持ちの専門の方がいらっしゃいましたら申し訳ありません。 (自動車業界もかなり確立されていそうですね)

noname#230358
質問者

お礼

やはり単純に安全率を設定すると、しっくり来ませんよね。また、取りすぎても不用意に無駄に大きいサイズになる事になってしまうでしょうし・・・ 回答有り難うございました。

関連するQ&A

  • 耐震設計についての安全率について

    「建築設備耐震設計・施工指針」にもとづいた評価計算で 一般的な指標となるアンカーボルト1本あたりの許容引抜荷重は、実際にアンカーの引抜荷重カタログ値に比べるとかなり小さいものになっています。 (例:M12おねじのアンカーだと、指針での目安は670Kgfですがカタログの引抜強度は1500Kgfぐらい) これは、指針では「許容」と付くことからわかるように安全率を含んだ判定基準なため、実際のボルト1本あたりに作用する引抜力は、M12だと670Kgf以下なら良いのでしょうか?それとも、安全率を見なければいけないのでしょうか? 安全率を見なければいけないなら、判定基準はどのような安全率以上なら良いのでしょうか? 過去の森検索からは、2.3というのは本質問の前に確認は出来ているのですが、一般的に出てくるM12おねじ後施工なら670Kgfというのはその2.3を見込んでいるのか否かを確認したかった次第です。 色々なサイトで見たところ、670に対して安全率を算出して、あたかも安全率が必要そうな計算例から、670より少し小さい値で良判定になっている計算例の両方が存在していたためです。 自分は安全率をもともと見込んでいる数値で、1> なら良判定となるとおもうのですが・・

  • 設計強度の安全率

    機械の設計強度の安全率を6倍に取るという人がいます。 どういう根拠に基づくと6倍になるのでしょうか? 疲労限もだいたい引張強度の半分くらいと聞くし。 判る人がいましたら教えてください。 逆に言えば普通どの位に取るのでしょうか? 基本的なこと教えて頂けないでしょうか?

  • ネジの安全率について教えて下さい

    強度区分8.8のM8のネジで9か所締結します回転物の重さが6kgで30Gの力が働きます この場合のネジの安全率の計算は? ネジ1つにかかる荷重は6kg×30G=180kg、180kg×9.8=1764N、1764N / 9個=196N 8.8のM8の降伏荷重は80kg×0.8=64kg、64kg×9.8=627.2N 安全率=降伏荷重 / 荷重=627.2/196=3.2になるので3.5で見積もればいいでいいのでしょうか?? 8.8のM8のネジの軸力も考慮するの??

  • プラスチック成形品設計時の強度的な安全率の目安

    いつも有用な情報をありがとうございます。  さて、質問なのですが一般的にプラスチック成形品を設計する場合、強度的な安全率(安全係数)は、どのような値を使用すればよいのでしょうか?当然使用する材料や環境やウェルド等の成形状況で異なることは重々承知しておりますが目安がほしいと思っております。  便覧などで調べると、鉄鋼、木材などはあるのですがプラスチック成形品がありません。HPなどを調べると、プラスチック成形品は安全率の目安が確立されていないということですが、もし安全率の目安が記載されている文献などがありましたら、ご教授頂ければ幸いです。 以上

  • 材料力学での安全率について

    材料力学での安全率について教えて欲しいのですが、破壊応力?/許容応力?=安全率ですが、ある文献に、「安全率が1.0以下の領域なら強度的に安全を意味します。」と書かれていますが、今一理解できません。 安全率が1.0以上(1.5~3.0)でなければ、材料が破壊します。とも書かれています。破壊応力と許容応力について、判りやすく教えてください。

  • 素材引張強度とねじひっかかり率とねじ強度の関係

    ?軟鉄(引張強度350MPa)にM10雌ねじ(ひっかかり率100%)を立てたもの ?非鉄硬質材料(引張強度600MPa)にM10雌ねじ(ひっかかり率60%)を立てたもの さてどちらがねじ強度が高いでしょうか? 意図としては ・非鉄硬質材料にタップあけに苦労している(タップ折れ) ・下穴をできるだけ大きくしてタップ加工をしたい ・あまり大きくするとひっかかり率が減少し、ねじ強度が下がるのが心配 ・軟鉄で100%ひっかかり率で加工したタップと同じねじ強度が保てる下穴径を設定したい。 ・OSGさんの技術資料では「ひっかかり率60%でもねじ山断面積は73.3%(減少26.7%)にしかならないので、ねじ強度はそんなに落ちない」とありました。(URLを探したけれども無くなっている?みたいです) ・ねじ強度をボルトが抜ける強度として考えた場合、ひっかかり率60(ねじ山断面減26.7%)でも、素材引張強度(600/350=171%)アップなので、?の方がねじ強度が強い、と考えて良いものでしょうか。 ・このような計算をするときに引張強度で考えて良いものでしょうか。 よろしくお願いいたします。

  • 安全帯を掛ける構造物の強度について

    安全帯を引っ掛ける対象の物体または構造物の強度計算について質問があります。 例えば、腰ぐらいの高さの鉄棒のような構造物があるとします。 その鉄棒のちょうど握る部分に安全帯を引っ掛けます。 人が落ちそうになると、安全帯本体及びフック、そして構造物に衝撃が加わります。 この衝撃を受けた際に耐えることができる構造の強度計算はどうなるでしょうか? 一応計算は以下の方法でやっています。 (1)簡易的に単純はりの両端支持はりとして計算(長さ384mm、なお、両端が完全固定ではありません) (2)体重100kgの人物が水平方向に倒れた、と仮定(本来は斜め方向が標準ですが、より大きな力がかかると想定して水平と仮定しています。荷重は体重に重力加速度を掛け、約1kNとする) (3)支持部の反力及び最大モーメントを算出 (4)慣性モーメント、断面係数を算出(材料はSGP25A) (5)許容応力の算出 (6)部材の耐力との比較(耐力はSS400で仮定) (7)耐力以下であり、安全率もとれているため、材料はこれでOK として計算しましたが、考え方としては間違っていないでしょうか?

  • 機械設計(安全率)に関する質問です。

    機械設計に関する質問です。段付軸における安全率の計算で困っています。動荷重(繰り返し、両振り)、材料S35C、引張応力σ=510MPa、軸径D=22mm、d=11mmです。これより、参考書・文献等の計算式及び強度実験データより応力集中係数α=1.5、切り欠き係数β=1.35、寸法効果係数Ss=1.0と求めてみたのですが、この場合安全率はS=1.35となります。ですが一般的に種々の資料ではこの条件における鋼の安全率は8と書いてあります。どのようにしてこの8に至るのかどうしてもわかりません。よろしければどなたか機械設計に理解・経験等ある方、アドバイス等お願いいたします。

  • ねじの設計について

    押さえボルト(ねじ込みボルト)に8KNの引っ張り荷重が加えられている。 この時 以下の値を求めなさい。 ただし ネジの強度区分を、4.8 接触面圧力を 15MPa とする ねじ材の降伏応力 ねじの外形 ねじの山の数 それぞれお願致します。

  • 引張強度及び許容引張応力と安全率について

    前に許容引張応力について質問した者です。 すいません自分でも色々やってみたんですが、どうもよくわからない事が・・ 紹介されたURL http://www.ssba.or.jp/ http://at.wxw.jp/binran/tbl/MatlAllowableTensile.php では引張応力はSUS316では520N/mm2となっています。 400℃におけるSUS316許容引張応力は83N/mm2 よって安全率は520÷83で6.2・・・ まてよ? SUS316の温度に対する引張強度って400℃では250N/mm2程度であります(ステンレス便覧等参照・・) ということは安全率は250÷83で3? えー・・・良くわかりません・・ 「残留ひずみが1%又は2%残るときの荷重を降伏点とし,降伏強度(σy)又は基準強度(F値)とします。」 と回答いただきました でも引張強度と降伏強度(σy)の関係って具体的にはどういうものなのでしょう? 降伏強度(σy)=許容引張応力ではないですよね? 降伏強度(σy)=温度に対する引張強度? あれ? そもそも温度が高いと安全率が下がるなんてことでいいのでしょうか?