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M5ボルトの軸力と許容引張り荷重
- M5ボルト(SCM435)の軸力は約5000～6000Nです。
- 一方、M5ボルト(SCM435)の許容引張り荷重は3119Nです。
- 軸力の方が許容引張り荷重よりも大きいため、締付けトルクでボルトを締めた時に既に許容引張り荷重を上回る力がかかってしまいます。
- 機械設計
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ねじの強度区分は、12.9等の表記でその意味は、（URLの抜粋） 小数点の左の数字と右の数字がそれぞれボルトの強さを表します。 左の『12』が'120キロまで切れない'という強さを表します。 これを「最小引張荷重」といいます。 右の『9』が'120キロの9割→108キロまでは伸びても元に戻る'という強さを表しています (108キロを超えると伸びきって元には戻りません)。 これを「降伏荷重」または「耐力」といいます。 「10.9」→100キロまで切れずに9割の90キロまで元に戻る 「8.8」→80キロまで切れずに8割の64キロまで元に戻る 「4.6」→40キロまで切れずに6割の24キロまで元に戻る JIS規格では、次の10種類の強度区分が定められています。 3.6/4.6/4.8/5.6/5.8/6.8/8.8/9.8/10.9/12.9(力の単位は、1mm^2あたりです) となります。 ですから、SCM435の引張強度95kg/mm2（930N/mm2）でなく、降伏点や耐力80kg/mm2 （785N/mm2）がポイントです。 引張強度95kg/mm2（930N/mm2）は、最小引張破断荷重を表わし、 降伏点や耐力80kg/mm2（785N/mm2）は、最小引張荷重を表します。 ですから、6000N ÷ 14.2mm2（M5の有効断面積）＝ 423N/mm2で降伏点や耐力以下なので ＯＫです。 なぜ、降伏点や耐力のギリギリまで使用しないかは、トルク ⇒ 軸力計算時に摩擦係数を 任意で計算します。 が、実際に油分等があり摩擦係数が若干低くなり、軸力が上がっても降伏点や耐力を上回らない 配慮でギリギリにしません。 またなぜ、安全率を使用しないのか？(SMC435だと95kg/mm2÷4 の 4 のように） これは、ねじはねじを締めると軸力が固定します。そして、その軸力より大きな力が加わら ない限り、軸力の揺らぎはありません。（軸力より大きな力を加える使用は原則NGです） ですから、降伏点や耐力×有効断面積＝最小引張荷重と原則的になっています。 もう一方のファーサイドからのフォローでの回答（２）には、痛み入ります。 さて、URLでの表記は、ねじの強度区分に関しての基本的内容と、トルク ⇒ 軸力計算の 基本的内容を紹介し、質問者に納得して頂き、問題があれば具体的に追記を期待している 内容です。今回、回答（２）でフォローしてくれたので、確率は減ってると思いますが。 ｉｗａｎａｉとは、質問者さんの質問に対しての受けとめ方と、アドバイス内容に関して、 Dimensionが異なるから、相容れないので無視する事にしています。 でも、喧嘩を売るようなコメントが付くので、喧嘩は買います。 今回のねじ強度に関しては、無恥と無知と無智なので、笑うしかありません。 あっ！ ｉｗａｎａｉのは、質問者さんへの 猫だまし か。月末故の。
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お礼
ご回答有難うございます。引張り許容荷重については強度区分より求めればいいということが分かりましたが、M5ﾎﾞﾙﾄのせん断許容荷重についてはどのように求めればいいでしょうか？引張り許容荷重に0.6～0.7かけた値となるのでしょうか？