- 締切済み
角ねじを用いた、力・相当圧縮応力・効率について
はじめまして。 学校の宿題で出た問題なのですが、いくら解いても答えが合いません、、 問題内容は以下の通りです。 「外径30mm、ピッチ6mm、ねじ山の高さ3mmの角ねじを用いたジャッキがある。3000kgf{29.4kN}の荷重を上げるものとして、 (a)ねじを回すのに有効長さ350mmの棒を用いるものとして、必要な力を求めよ。 (b)このときねじの谷断面に生ずる相当圧縮応力を求めよ。 (c)このジャッキの効率を求めよ。 ただし、ねじ面の摩擦係数を0.1と仮定する。」 と、以上のような問題になっております。 分かる方がおりましたら、出来れば解説などを添えてご回答をお願いします。 因みに答えは(a)d=20kgf{196N}(b)8kgf/mm^2{78N/mm^2}(c)41% 大体がこの数値に近いような値になるそうです。 何卒、よろしくお願いします。
- katagiri51
- お礼率0% (0/2)
- 物理学
- 回答数1
- ありがとう数2
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
みんなの回答
- cckksv1
- ベストアンサー率100% (1/1)
答えを書くとやる意味がないのでヒントを。 (1)これは直接棒の力を求めようとするとできません。 理由は縦方向に3000kgfの荷重(問題の意図が分からないので答えませんが・・・)がそして、横方向に棒の力が掛っているので。 ですから、この問題は トルクと力の関係式 T=F×L とトルクTを求める式(←の式はいろいろありますので参考書や教科書等で当てはまることのできる式に入れてください。) を連立させて求めるとおのずと答えが出るでしょう。 (2)相当応力=引っ張り応力+ねじり応力 で求めれますが、相当応力は引っ張り応力を出せば、一般的には約3分の1の力で求めることができますが、教科書や参考書に載っているものをできるだけお使いください。 (1),(2)ができるなら、(3)おそらくできるでしょう・・・
関連するQ&A
- ねじの締め付け時の応力に関して
ねじの締め付け時の応力に関して ・使用条件 ネジ M4（SS400） 板金（SS400 T2.0）にバーリングタップ 締め付けトルク 1.5（N・m）→軸力 1875（N） とします。 この時の軸応力は、M4谷径面積（8.24mm^2）、軸力1875（N)より 軸応力＝1875（N)/8.24(mm^2)＝227（Mpa） 更に バーリングタップ（SS400）の許容応力を 許容応力＝100（MPa） とします。 この時点で既にバーリングタップの許容応力がネジの軸応力を超えて しまっていると思うのですが、何か考え方が根本的に違うのでしょうか？ 宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 機械設計
- 引張り応力の問題で・・・
引張り応力の問題で・・・ 問題： 1辺10cmの正方形の断面の棒に294kN（30t）の引張り力を加える時のの引張り応力の大きさは29.4N/mm2(3kg／mm2）である 正解は◎なのですが、 σ=P/A σ：応力 P=荷重（N(kgf)) A:断面積（mm2） を考えると断面積なのだから、10cm×10cm=100cm2→1000mm2 じゃないのか？ とわからないんです・・・ 簡単な問題のはずなのですが、問題には◎×しか載っていないので、どなたか分かりやすく教えて頂けないでしょうか？ よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- その他（学問・教育）
- 力学
図２（a）のような寸法の三つの部分（一辺３５mmの正方断面棒の右端に図のように幅１５mmの溝を作り、直径１５ｍｍの穴をあけたもの(2)厚さ１５mmの板に同じく 直径１５ｍｍの穴をあけたもの、(3)直径１５ｍｍの丸棒） を組み合わせて、同図（ｂ）のようなものを作る。今図のように、両端にＷ＝３００００Ｎの加重を加えたとき、次の断面（(1)のＡ－Ａ、(2)のＢ－Ｂおよび(3)のＣ－Ｃ、Ｄ－Ｄ）に働く応力と(1)の断面Ｅ－Ｅ、Ｆ－Ｆ間（長さl＝１０mm）の伸びを計算しなさい。ただし縦弾性係数E=２．０×１０＾５MPaとする。 （１）断面A-Aに働く引張応力σ１ （２）断面B-Bに働く引張聴力σ２ （３）断面C-Cに働くせん断応力r１および断面D-Dに働くせん断応力応力ｒ２ （４）断面E-EとF-F間の伸びλ わからないでこまっています。 ヒントでもいいのでお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 軸力の変化計算方法について（その２）再投稿
軸力の変化計算方法について（その２）No.30595の再投稿です。 前回No.30595での投稿時には多数の方のご教授頂きまして有り難うございました。 最後のご回答で解決したと思い投稿を締め切り、 試しましたが実測の答えに近着けませんでした。 再度計算で求める式をご教授いただきたく投稿させて頂きます。 宜しくお願いいたします。 【質問の内容】 下記記の変化の計算による求め方。 ┏━━∥━ ┃■←∥←M5（3N・mのトルクで締付け） ↓変化 ┏━━━∥ ┃■ ←∥←M5（実測で0.55N・mのトルクに弱まった） ↑の金具が0.1mm→方向に移動 【詳細】 ┏━のブラケットに∥の金具を固定し∥にM5タップ加工が有り、 M5ねじ(SUS304材)の先端が■に接触して3N・mのトルクで締付けて、 ┏━のブラケットに軸力3602N(計算値)で押し付けて止まっています。 ∥は□25mmで軸力のかかるM5タップねじ部分は幅9mm(ザグリ深16mm部)で、 材質はS50Cで┏━に割クランプ止めです。 ■は□8mmで材質はS50C材です。 ┏━は□20mmで材質はS50C材のＬ形状です。 C50Cの縦弾性係数・・・210000N/mm2 SUS304の縦弾性係数・・190000N/mm2 M5の断面積・・・・・・13.42242005mm2 金具の剛性はとりあえず抜きでお願いします。 ∥の金具がM5ねじと共に0.1mm移動して、 ■を押している締付けトルクが実測で、 0.55N・m（軸力660N計算値）に弱まりました。 この結果を計算で求めたいのですが、 前回ご教授いただいた手法で試しましたが、 答えに近づきません。 再度ご教授お願いいたします。 ┏と∥の幅が8.05mmで、 ■が8.0mmです。 ねじ側の隙間が0.05mmになります。、 ∥の移動で隙間は0.15mmに変化した事になります。 SUS304の縦弾性係数(ヤング率)＝190000N/mm2(19374.6Kg/mm2) 軸力単位変換の意味が解らず二通りで。。。 はずかしですが、 正直、 全く理解出来ていません。 宜しくお願いいたします。 ご教授を元に記入しましたが？？？ ＞また、E＝σ／ε（kgf/mm2） の式から、 ＞E；縦弾性係数（kgf/mm2）、σ；応力（kgf/mm2）、ε；ひずみ ＞ひずみ；（変化した量÷元の長さ）×100（％）、％表示である ひずみ・・・・(0.1÷9)×100%＝0.01111111111% ＞軸力3602Nは、3602 ÷ 9.8 ≒ 367kgf ＞応力は、軸力367kgf÷(φ5mmの断面積か、M5の谷径の断面積)となります。 応力・・・・・・367 kgf÷13.42242005 mm2＝27.34231224 応力(変換無)・・・3602N÷13.42242005mm2＝268.3569719 ＞軸力が働く部分の割合で按分します。 ＞すると、E；縦弾性係数とσ；応力が判ると、ε；ひずみが求まり、 ひずみ・・・・・・27.34231224÷19374.6Kg/mm2＝0.00141124525% ひずみ(変換無)・・268.3569719÷190000N/mm2＝0.00141240511% ＞元の長さ(軸力が働く部分の長さ－変化した量)が判れば、応力によって伸び＞た量(変化した量)が判ります。 ＞その変化した量が、0.1mm少なくなったので、軸力が3602Nより小さくなる ＞計算をしたいと理解しました。 ＞その場合は、また前述の逆で、(変化した量－0.1mm)÷元の長さでひずみ＞＞（％）を求め、 ひずみ・・・・( ？ －0.1mm)÷9＝ ？ % ＞E；縦弾性係数は20,600kgf/mm2なので、σ；応力が求まります。 応力・・・・・・19374.6 Kg/mm2× ？ %＝ ？ 応力(変換無)・・190000 N/mm2× ？ %＝ ？ ＞後は、断面積を掛ければ、0.1mmマイナスの軸力（N orkgf）が求まります。 ＞以上が、軸力が低減する場合の考察です。 マイナスの軸力・・・・・・？ ×13.42242005mm2＝ ？ マイナスの軸力(変換無)・・？ ×13.42242005mm2＝ ？ 前回No.30595の投稿 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&event=QE0004&tid=209916
- 締切済み
- 金属
- ねじのせん断応力について
ネジのせん断荷重についてお聞きします。 材質：SS400六角ボルト ボルトサイズ：Ｍ１０(有効断面積58.0mm2) せん断荷重：2000kg 使用本数：2本 使用条件：静的荷重 以上の条件で計算が合っているかをお聞きします。 T=F/Aから、2000*9.8/58.0*2=168N/mm2 SS400の降伏点は245N/mm2から168N/mm2では破断しない。 どこかのサイトでねじのせん断応力には締め付けトルクも関係するとあったような気がするのですがいまいち分かりません。また、ボルトを増やした場合はその分荷重を分割すると考えてよろしいのでしょうか？ 以上、宜しくお願い致します。
- 締切済み
- 機械設計
- 機械設計のねじ
呼び径 40mm の 30°台形ねじ(P=6mm、有効径d2＝37mm)を用いたネジジャッキがある。 このジャッキで荷重 Ｗ＝4900N(500kgf) を持ち上げる場合、 (1)リード角θ (2)持ち上げるためのトルクＴ (3)ジャックを回すための棒の長さｌを 400ｍｍ としたとき、棒の端に加えるべき力Ｆ (4)このネジの効率η (5)この荷重を1分間に 300mm 持ち上げる時に必要な動力Ｌ を求めたい。(ただしネジの摩擦係数はμ＝0.15) 参考書などを調べたところ、tanθ＝p/πd2 Ｔ＝(d2/2)Ｗ{(p＋πd2μ)/(πd2－pμ)｝ があり、代入したのですが答が合いませんでした。 (ネジの効率ηはη＝Ｗp/2πＴで求めたところ、247.7となり、一桁違ってしまいました…。Tは下の答を使いました。) 上の式は間違っているのでしょうか？ また、よい解き方があればアドバイスください。 理解するのに時間がかかるかもしれませんが、ちゃんと理解したいです。よろしくお願いします。 ちなみに答は θ＝2.95° トルクＴ＝18.9N・m (1.93kgf・m) 力F＝47.3N (4.83kgf) 効率η＝24.7％ 動力Ｌ＝0.0992kW (0.135PS) でした。
- ベストアンサー
- 物理学
- 材料力学の問題で質問です。
以下の問題の解法がわかりません。 教えて頂けると大変助かります。どうか宜しくお願い致します。 次の図のように、軸線上に直径40mmの穴が開いている幅10mm、厚さ20mmの断面が一様な平鋼の 軸線方向に12kNの引張荷重を加えたとき、応力集中による最大応力を求めよ。ただし、この平鋼の形状係数は2.25とする。
- ベストアンサー
- 物理学
- バネ定数と変位と応力について
はじめまして。 衝撃力を求めるにあたり、バネ定数0.6、変位17の時の応力の求め方を教えて下さい。 （ちなみに応力は2.57kgf/mm^2になるそうです） どうやって2.57を求めるかが知りたいです。 弾性エネルギー(kx^2/2)=88として F=kxより0.6と17を求めました。 （色々な人に聞いて求めました） 両端固定はり L=600mm, 厚みt2mm ヤング率E=2250MPa、断面二次モーメントI=450x2^3/12=300 k=192x2250x300/600^3=0.6N/mm 衝撃力F=kx=0.6x17=10.2Nではないんですよね？ 厚みを3にすると18Nになるので違うと思いますが・・・。 理解力が乏しいので意味不明な質問お許し下さい。 よろしくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- モーメント荷重とボルトのねじ込み長さについて
下図のように、仮に先端に最大1000[kN]の荷重がかかるIビームを角パイプの柱にボルト(M10×4本)で固定しようとした時、柱の厚みが5mm程度であれば、M12ボルトなら2～3山程度しかかからないため、ボルトの山がせん断すると思い、角パイプに板材を溶接して、ねじ込みの深さ(山数)・適切なボルトサイズ・数を、ボルトにかかる荷重F[N]が、許容値(ねじ山のせん断許容応力？SUS304のボルトでは147[N/mm2]とWEBから探しました)以内になるように設計しようと考えました。ここで分からなくなりました。 147[N/mm2]>F[N]/(π*おねじ谷径[mm]*ピッチ[mm]*山数)まで調べたのですが、 ボルトの軸方向には、1000[kN・m]のモーメント荷重がかかっていて、荷重F[N]とはディメンジョンが違うため、どう考えればいいのか分からなくなりました。 考え方自体が間違っているのでしょうか。 全くの素人ですが、適切なアドバイスがあればお願いいたします。 板材 ┏━┓┏┓→┏┓→ 1[m] ↓1000[kN] ┃角┃┃┃ ┃┗━━━━━━━━━┓ ┃パ┃┃┃ ┃ Iビーム ┃イ┃┃┃ ┃┏━━━━━━━━━┛ ┃プ┃┃┃→┗┛→ ┃柱┃┗┛ ┃ ┃ ┗━┛
- 締切済み
- 物理学
