#04【機械設計】エクセルで軸力計算(シート付き)【基礎知識】

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なんだかんだで機械設計の基礎知識ページも、遂に4回目を迎えました!!

 

さあ第4回のお題は『軸力計算』についてです。

 

さてこの軸力ですが、これが結構曲者でして設計初心者がハマるポイントの一つでもあると思っています。

 

まずその前に、ねじで締め付けるという行為から説明しなければいけないですね。

ねじを締め付けていくと、わずかにねじが伸びるのですが、それが元の形に戻ろうとする力が「軸力」と言われるものなんです。

※超簡単に説明しているので、意味合いが違うぞ!!っていうコメントはご勘弁下さい。

 

その力を正確に計算するのはチョー難しい事なんですが、機械設計1年目でも、フツーに

「軸力計算はしたのか?」とか

「軸力は大丈夫なのか?」とか

上司に言われたりする訳ですよ(><)

 

慌ててGoogle先生に聞いてみても、なかなか簡単に書いてあるページが無く、エクセルで計算シートを配布してくれているサイトも、結構難しかったりします(私の頭が悪いだけかもしれませんが、、、)

 

しかしそうであれば、、、

 

自分でエクセルシートを作るしかないな!!

ということで、今回軸力計算シートをエクセルで作成しました。

いつも通り記事の一番下にダウンロードリンクを貼っておきます!!

 

ただし、ここで注意!!

 

今回、より簡単に!より単純に!より分かりやすく!

をコンセプトに計算シートを作成しましたので、あくまで「大まかな目安」として使ってください!!

 

間違ってもこの計算シートだけで最終ジャッジをしないように!

 

それでは今回作成したエクセルファイルを見ていきましょう!

まずこれまでの記事と同様に、黄色が入力欄で水色が計算結果です。

分かりやすくするため、入力欄はなるべく少なくしておきました。

 

毎回恒例ですが本ブログでは、より初心者向けに!がコンセプトなので途中計算式も全て書いております。

 

ちなみにこの計算シートは、2004年にインターネットにアップされた「ねじ締付と摩擦係数」の研究レポートをベースに作成しております。

ここで注目してもらいたいのが、もともと入力してある数値は、M6ねじを8N・mのトルクで締め付けた時の値なのですが、

 

「え?M6の小さなねじで約5000N???」

「5000Nって大体500kgfでしょ?

 M6ねじで自動車をねじの箇所に乗せているって事???」

 

って思ったあなた!センスがいいです!!

設計はイメージが大事なので!!※ちなみに私はセンス全く無いです(笑)

 

それから

「摩擦係数を0.2から0.1に変更したら、軸力が思いっきり変わったんだけど???」

 

なんて疑問も最高ですね!!

 

軸力は摩擦係数でメッチャ変わりますからね。

今回の軸力計算シートは、こんな感じで色々な疑問を持つ資料として使ってもらえれば嬉しいです。

それから、ねじについてもっと基礎から勉強しておきたい!!という向上心のある駆け出しの設計者さんはコチラの本がおすすめです!
ねじの基礎の基礎を分かりやすく学ぶこと出来ます!!私も設計始めた頃に読んでいました!

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気が付けば結構な長文になっていたので、今回はこの辺で終わります。

他にもCADや機械設計の記事を色々書いていますので、もし良かったらコチラも見てみて下さい!!

CADの記事
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機械設計の記事
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注意:下記Excelシートにおいて、トラブル等あっても一切責任を負いません。あくまで計算の参考にしていただき、最終チェックはご自身でお願いします。

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