角ねじを用いた、力・相当圧縮応力・効率について

質問

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。

回答No.1

cckksv1

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・・・