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円錐上のテーパーにかかる面圧の計算式と限界面圧について
- 円錐上のテーパーに同じテーパー角をもった場合のテーパー部分にかかる面圧の計算式を教えてください。
- 限界面圧とはこの場合どのように定義されるのでしょうか？
- 質問文章の内容について要約すると、円錐上のテーパーにかかる面圧の計算式と限界面圧について教えてください。
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１． 面圧について 荷重は，軸方向に作用しているので，テーパの角度に合わせた分力（テーパと平行な方向及びテーパと直角な方向，平行四辺形を書いて計算する）を計算します。テーパと平行な分力は面圧に寄与せず，テーパと直角の分力だけが面圧に寄与します。 例えば，テーパが０（ゼロ）（＝円筒）であって，焼き嵌めでないときは，面圧はありません。テーパが無限大（＝直角）であれば，荷重が１００％面圧に寄与します。テーパが１（４５度）ならば，軸方向の荷重をＷとすると，面圧に寄与する荷重Ｆは，Ｆ＝Ｗ・cos４５°になります。 面積は接触長さの中心位置を直径とした円筒と接触面長さの積で計算してよいでしょう。実際は，テーパどうしが必ずしも全面接触していないので，その余裕をどれだけにするかが大切だと思います。 ２． 限界の面圧 次のＵＲＬが参考になると思います。 http://mori.nc-net.or.jp/fQA.php?qid=11954
面圧は即ち圧縮力を受けた状態です。対象材料の 個性にも拠りますので一括して断定は不可能ですが、多くの材料で許容される引張応力と圧縮応力の大きさは同等とされています。 一般に公表データは引張応力を以て示されていますが、幾つかの材料を除けばそのまま圧縮応力と して引用しても、客観性は有るはずです。 ただしその圧縮力が静的で有るかあるいは動的に掛かるか等の条件を、申すまでも無く許容負荷の大きさに考慮される必要があります。 設備の経済性から問うならば、出来るだけ大きい数値の限界面圧を以て設計された方が好ましいでしょう。しかし設計の一般常識として４から５倍 もの大きな安全係数を取りますね。もし材料品質の安定性が高いならば、これは不思議な話で安全係数は経済性からも、もっとタイトに設定できるとお考えになりませんか？ しかしいろいろと理由が付くにしろ、安全係数が大きく採られていても壊れた例は珍しくは無く、沢山挙げることが出来ます。老婆心ながら限界 強度を設定される上で、余り神経質になられないことも大切な心掛けではないかと思います。
お礼
有難うございます参考になりました。 やはり最後安全率の設定は自分自身で 決めなくてはいけませんよね。
この面圧も投影面積を以て算定されるべきと 考えます。 カラーに加工されているテーパー穴の大径側の 穴面積から小径側の穴面積を減じて求めた差を、スラスト荷重を受ける有効面積とされるべきでしょう。許容限界面圧は構成材料条件に拠って、 文献データを引用されては？
お礼
アドバイス有難うございます。 ただ、文献にて調べる場合、許容限界面圧として 値がでているのでしょうか？ 降伏点値とか 引っ張り強さはよくでているのですが、 もしかしてこれらより更に面圧を算出しなくては ならないでしょうか？
お礼
有難うございます。 参考にして早速計算してみます。