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台形ねじの負荷荷重
- 台形ねじの負荷荷重について検討中です。駆動時は20N程度の負荷で回転させますが、停止時には100kNの衝撃荷重がかかります。
- 台形ねじのせん断強さの計算式として0.768*3.14*ｄPzτNがあります。通常はめねじ基準で算出しますが、この使用方法でも繰り返し使用できるか検討しています。
- 自分なりに計算して、0.768*3.14*50*8*10*15 = 144kNと見ました（軸S45C、ナットBC6）。単純にせん断荷重だけで検討するのは良いでしょうか？
- 機械設計
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計算手法は、他の回答者さんの内容や、ＴＨＫさん等の台形ねじのカタログの技術サポートを 見れば判り易いと考えます。 (“台形ねじ”にてネット用語検索すると、他メーカーの技術資料も確認できますよ) さて、小生は２つのポイントからのアドバイスをします。 先ず、一つは台形ねじの停止時に、100ｋNの衝撃荷重が掛かりますに対するねじの状態に 関してです。 ねじに座屈の応力が掛かる状態になっていないかや、蓋の開閉が円弧運動なら複合荷重が 掛かっていないかが心配です。 その場合には、充分に考慮した機構を考えなくてはいけません。 もう一つは、100ｋNの衝撃荷重が掛かりますに対する荷重に関してです。 蓋の開時なのか閉時なのかは判りませんし、蓋の動作方法が水平なのか垂直なのかは 判りませんが、それに応じた緩衝材(ショックアブソーバー等)を設置して、100ｋNの衝撃荷重 を軽減させる工夫が必要と考えます。 以上、二つの内容を検討することで、相互効果でより良い機構となることでしょう。 一つ目の内容には、ねじのような径に対して長尺仕様の物を使用する時は、大きな力が加わる 方向を圧縮でなく引張とするような手法も含みます。
お礼
ご回答有難うございます。 緩衝機構は、思ってもみませんでした。 確かに少しでも軽減できるなら そのほうが良いですよね。 有難うございました。
＞機械設計便覧の台形ねじのせん断強さの計算式 私はそんな式は見かけたことがないような気がしますけど 式の意味が分らん また計算したのは所謂ねじ部だけのせん断力しかも鋼の部分だけとなっている 一般にはBCめねじならば摺動部で許容面圧6N/mm2としているしなぁ・・・ 設計仕様として最大荷重が生じる時に摺動させるのか？とかその状態がネック しかも許容せん断荷重は15N/mm2は衝撃荷重として十分だとはとても言えない 第一、雄ねじ有効径の圧縮応力や座屈、ねじり応力などの合成応力も生じるが そちらの計算は全く考慮されておらず、何とも怪しい。。。。疑心暗鬼になる 人的被害の恐れがあるなら専門家であるプロの機械設計士に依頼すべきである 余計なおせっかいだったか・・・誰も回答が付いていないので
お礼
やはり、せん断以外の考慮も必要ですよね。 もっといろいろと勉強します。 ご回答有難うございました。
お礼
ご回答有難うございます。 許容せん断応力は仰る通りで、片側の荷重ですが 衝撃荷重なので、さらに1/2としましたが 確かに心配なレベルなのかもしれません。 アルミニウム青銅も、調べて検討してみます。 有難うございました。