シャフト軸径の計算

質問

シャフト（SUS420J2)（横向き）にW=0.8kgの錘が2点指示でぶらさがっているとすると、シャフトの耐力σ＝22.5kg/mm2の場合軸径ｄ(mm)は、
　　　W/(2×πｄ^2/4)<σ →　d>√(2W/πσ）
より、計算すればよいでしょうか？（π：円周率）
また、衝撃試験で60Gに耐えるためには、どういった計算方法になるのか分かりません。どなたかアドバイスとともにご回答の程よろしくお願い申し上げます。

回答No.2

noname#230359

考え方は良いと思います。
手持ちの資料では、衝撃を受ける両持はりは
Ｗ：衝撃荷重（kg）
Ｅ：縦弾性係数（kg／cm^2）
Ｌ：長さ（cm）
Ｉ：断面二次モーメント（cm^4）
Ｚ：断面係数（cm^3）
ｈ：荷重下面からはりまでの高さ

最大衝撃荷重（kg／cm^2）
ＷＬ／４Ｚ×δ／δs

最大衝撃たわみ　δ（cm）
δs（１＋√１＋２ｈ／δs）

静的たわみ　δs（cm）
ＷＬ^3／１９２ＥＩ

但し、上記の式ははりの中央に衝撃を与えた場合です。
中途半端な回答で申し訳ありません。

回答No.1

noname#230359

シャフトの耐力とは許容曲げ応力の事だと思いますが、
負荷条件に対して許容曲げ応力内となる軸径を計算したいのでしょうか？
応力の計算は条件により大きく変化します。
下記の条件が分からないと計算が出来ません。
１．シャフトの端点は自由端か固定端か
２．固定端の場合、両端固定か片側固定か
３．自由端の場合、支点は２ヶ所かそれ以上か

計算式を導くには以上の条件が必要です。

補足

両端固定でW=0.8kgの錘が2点でぶら下がっているので、条件としては両端固定でW1=0.4kg、W2=0.4kgとなります。ということは曲げモーメントM/断面係数Z<σ（耐力）の関係から軸径ｄを求めたらいいような気がしています。どうでしょう？
あと衝撃を考慮した場合どういうふうに導けばよいか教えて頂ければ幸いでございます。以上よろしくお願い申し上げます