【軸の最大せん断応力】トルクとねじり応力による計算例

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ねじり応力とトルクから軸の最大せん断応力を計算する方法を紹介しています。

 

 

今回求めたのは、350 [rpm] で回転する軸の最大せん断応力です。

具体的には下記の条件での計算を行っています。

 

与えられている条件

毎分回転数  n         350 [rpm]
軸直径  D            200 [mm]
出力  P                400 [kW]

※本記事を参考にして計算する場合は自己責任にてお願いします。本記事によってトラブルが生じた場合にも一切責任は負いかねます。

 

 

まずは出力PからトルクTを求める

出力Pは以下の式で表せます。

 

 

 

今回は軸力を求めるので、

 

 

トルク(ねじりモーメント)T は19098.6 [Nm] と求まりました。

 



 

 

軸の抵抗モーメントTp

 

軸の抵抗モーメントTpは、軸応力をτ、極断面係数をZpとすれば以下の式で表せます。

 

 

 

尚、中実軸の極断面係数は下記。

 

 

ここでは、軸の抵抗モーメントは Tp=T なので、

 

 

 

 

 

以上の計算から、軸の最大せん断応力は12.2 [MPa] と求まりました。

 

 

まとめ

 

手計算による軸の最大せん断応力値を求めました。

今回は中実軸の計算を行っていますが、中空軸の計算をしたい場合は極断面係数の値をかえて計算してみてください。

以上、計算方法をメモ書き程度に残してみました。

参考程度に見ていただけると幸いです。

 

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