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車輪軸の設計で重要な許容曲げ応力とは？
- 車輪軸の設計を行う際には、軸径選定時の計算にて許容曲げ応力が必要です。しかし、許容曲げ応力に関する情報がなかなか見つからない場合もあります。
- 許容曲げ応力は、車輪軸が曲がることによって受ける応力の限界を表します。これを超えると車輪軸は破損する可能性があります。
- 許容曲げ応力には、車輪軸の材料の性質や軸の直径、曲げる力などの要素が関係しています。具体的な計算方法は専門知識が必要ですが、設計に際しては専門家の助言を仰ぐことが重要です。
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厳密には曲げ試験を実施して許容曲げ応力を設定すべきですが，金属材料の 場合は引張り強度に近い値となるので，許容引張り応力から安全率を考慮し て許容値を決定することも少なくありません。例えばS45Cの引張り応力(平均 値レベル)を600MPaとすると，疲労を考慮して安全率 3～5で考慮すると 120～200MPa となります。安全率は応力集中の要素や繰返し荷重などの 条件をもとに設定します。
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S45Cの曲げ応力は、引張応力と圧縮応力が同じ値なら、その値となります。 また、S45Cは焼き入れ焼き戻しして使用する（S45C 丸Ｈ材として）場合も 多いので、硬度を確認して決めましょう。 （焼き入れ硬度と引張強さは、限定範囲で比例関係にあるので） 以下が、その資料です。 http://www.khkgears.co.jp/gear_technology/gear_reference/img/KHK_title_text_486.gif 後は使用条件や使用形状（応力集中）に応じて、安全率をみれば許容曲げ 応力になります。その内容は以下を確認下さい。 http://www.nmri.go.jp/eng/khirata/design/ch02/ch02_01.html 追加です。 機械設計便覧や工学便覧に、代表的な鋼材で、機械的性質が記載されて いますので、確認してみて下さい。
お礼
有り難う御座いました。 色々参考にしてみます。
車軸の曲げということですが、参考URL→?：動荷重 / 中高鋼曲げ から ８００～１２００ｋｇ／ｃｍ２→81.5～122.3 N/mm2=Mpa が一般的ですが ここで車軸による曲げ応力は、片振り・繰り返し（回転曲げと呼ぶ）と なります。更に、種々の不確定要素を盛り込むと更に低くしなければと思う で先にS45Cと設計するのではなく（ところでネジリは受けないのだろうな？） 軟鋼σb=2.4kg/mm2で概算の軸径を計算し大きさをアバウトに決め更に詳細で スペースやら寿命を考慮し最終的にどうしてもS45C-H（調質）でが、筋かと
お礼
有り難うございます。 概算の軸径でやってみます。
単位換算表を添付します。9.8 MPa＝9.8 N／mm2＝1 kgf/mm2 です。
お礼
有り難うございます。 分かりやすくして頂き助かりました。
お礼
有り難うございます。 出来れば許容曲げ応力 ｋｇ／ｃｍ２で教えて貰えると非常に助かります。