図のように軸線に対してθ=60° の中硬鋼製の中実軸を1500rpmの回転速度で4.5kWの動力を伝

図のように軸線に対してθ=60°
の中硬鋼製の中実軸を1500rpmの回転速度で4.5kWの動力を伝達したい.
用する
①軸方向力P,
②最大曲げモーメントM,
③最大ねじりモーメント を求めよ.ただし,軸受
Aは固定側軸受,軸受Bは自由側軸受とする
次に,最大せん断応力説を適用して
④相当ねじり応力τe ,最大主応力説を適用して
⑤相当曲げ応力σe求め,
⑥この軸が安全か否かを判定せよ.
ただし,軸材料の許容曲げ応力σa=70N/mm2,
許容ねじり応力Ta=40N/mm2とする。


前問1の軸の軸受A側の軸端に平行キー6×6を取り付けるために深さに3.5mmの
キー溝を加工するとき, Mooreの簡易式を用いて
①キー溝の切欠き係数eを求めよ.た
だし, この軸端は直径d-20mmの中実軸である
次に, この軸端に作用する②最大ねじり応力τを求め, ③この軸端安全であることを
示せただし, 軸端にはねじりモーメントのみが作用するものとする
また, この軸端に取り付ける平行キーの④安全な長さしを求めよ.ただし,キー材料の
許容せん断応カTak=30N/mm2,許容接触(圧縮)応力qk=80N/mm2とする。


まじで解説お願いします。

No.3 ベストアンサー 回答者： HA-aki37 回答日時： 2018/07/31 23:17

e=1-0.2b/d-1.1h/d

=1-0.2×6/20-1.1×3.5/20
=0.75
τ=16T/(πD^3)
=16×28650/(τ×20^3)
18.25N/mm2＜τak=40×e
=40×0.75
=30N/mm2
Ok.
平行キ-の安全な長さl
せん断力F=2T/d
=2×28650/20
=2865N
キ-せん断応力τs=F/(

bl) =τak よって、l=F/(bτak)
=2865/(6×30)
=15.92mm
許容接触応力からlは
l=F/(hqk)
=2865/(3.5×80)
=10 .23mm
キ-の安全長さは
l=16mm以上

この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時：2018/08/22 01:29

No.4 回答者： HA-aki37 回答日時： 2018/07/31 23:24

No.2で、軸の断面積とあるところを P/軸の断面積 としてください。

No.2 回答者： HA-aki37 回答日時： 2018/07/31 21:23

相当曲げ応力、ねじり応力の計算式で、δx=32M/(πD^3)

+軸の断面積
τxy=16T/(πD^3)
を代入してください。
よって、軸の安全性は
δe＜δa=70N/mm2
となれば、Okです。

No.1 回答者： HA-aki27 回答日時： 2018/07/31 00:10

軸方向力P=Wcosθ

最大曲げモ-メントM=wsinθ×(200×100)/30 0
最大ねじりモ-メントT=(4.5×9550) ×1000/1500
相当ねじり応力τe=1/2√(δx^2+4τxy^2)
=16/(πD^3)√(M^2+ T^
2)
相当曲げ応力δe=(1/2)δx+1/2√(δx^2
+4τxy^2)
=32/πD^ 3[1/2(M+√(M^2+T^2)
軸の安全性は
垂直応力=δe+P/軸の断面
積＜δa=70N/mm2
ねじり応力τe＜τa=40N/mm2