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機械設計エンジニアの基礎知識 | 設計・3DCAD・製図・金型等

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機械要素の基礎を学ぶ記事一覧

機械要素とは

機械要素の知識は機械設計を行う上で非常に重要な知識です。私達が日々利用する自動車、家電製品、航空機、船をはじめとし、これらを製作する製作機械などの設備に至るまで様々な機械要素が利用されています。機械要素とは、ボルトやナットなどの部品を固定するものから、歯車やプーリーなど運動を伝達するものまで様々な種...

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ねじの用途と構造

ねじの用途私達の最も身近にある機械要素がねじです。自宅においても、壁に絵画を取り付けたり、カーテンレールを取り付けたりするのもねじです。また、ねじは部品を固定するのみでなく、万力(まんりき)のように回転運動を直線運動に変える働きがあります。設計者は、ねじの種類と特徴をよく理解して、設計する機械や製品...

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ねじの種類と形状

ねじの形状は、様々な用途、外見によって適切なものを選ぶ必要があります。ボルト部品と部品を締結して、固定する事ができます。軸部の全てがねじである全ねじ(フルスレッド)だけでなく、半ねじ(中ボルト)もあります。材質は、鋼、ステンレス、アルミ合金、チタン合金、あるいは樹脂などがあります。写真名称概要六角ボ...

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ねじのゆるみ止め

ねじは、通常しっかりと締まってなければいけませんが、永久的に結合してしまうと、メンテナンスや保守、修理、運搬ができなくなります。つまり、通常時にはしっかりと締まって固定されており、必要の際にはゆるめて取り外しができるようにする必要があります。また、ねじは、時間が経過すると、視覚的に確認することは難し...

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ねじの締め付けトルク(軸力との関係)

ねじを回して締め付けた際に発生する締付け力 (軸力) について説明します。ねじを回して締め付けるときに回転方向に回す力を 「締め付けトルク」 といいます。F : 加える力L: ボルトの回転中心から力をかける点までの距離締め付けトルクは、「加える力:F1」に 「ボルトの回転中心から力をかける点までの距...

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ねじの強度と強度区分

ねじは部品を締結するため大きな力が加わります。ねじの選択を誤ると機能を果たせず、最悪は破損に繋がることになるため適正な強度のねじを選択する必要があります。ねじを締めるとねじが伸びて次第に締め付け力が増します。しかし、ある一定の力以上に締め付けると力が抜けて最後はねじ切れます。力が抜けるポイントを降伏...

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キーの種類

キーとは?キーとは、軸と回転体をすべらないように締結させるためのものです。また、これによって他の歯車などへ動力を効率良く伝えることができます。とてもシンプルな部品で簡単に分解できます。別名で、「マシンキー」とも呼ばれ、一般的にイメージされる住宅のキー(鍵)とは全く異なったものです。キーの大きさは、軸...

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ピンの種類

ピンとは?ピンは、2つ以上の部材や部品の締結、部品の位置を決める、あるいは、ねじ等の回り止めなどの目的で使われます。回転するものに対してピンを使用すると、回転によりピンが抜け出ることがあるので注意が必要です。ピンの種類・割ピン割ピンの役割は、ナットのゆるみ防止と脱落防止です。通常ボルトとナットで部材...

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軸と軸受

軸とは?軸は動力の伝達、回転体を支えるためのもので、電動機の主軸のような回転力を伝える「回転軸」と電車、自動車など、回転する車輪を支える「固定軸」があります。車の左右の車輪をつなぐ車軸などがあります。軸に接続される機械要素軸は通常軸受とセットで利用されます。軸には、スプロケット、歯車などが接続されま...

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歯車

歯車とは伝動車の周囲に歯形をつくり、次々に噛み合う歯によって動力を伝達する機械要素の一つです。回転する2つの軸に固定した剛体に歯を作り、一つの軸から他の軸に回転運動を伝えます。工業用機械から、船用タービン、自動車、一般の電気工具まで様々な箇所に歯車が取り付けられています。生活に身近なところでは、ラジ...

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カムの種類

カムとは?カム(cam)は、機械部品の運動の方向を変えることのできる機械要素です。カムの歴史は古く、紀元前では、水車小屋でうすを突く仕組みに使われてきました。中世のレオナルドダヴィンチもカムを研究し、使っていたようです。カムは、回転する軸に取り付けられ、軸の回転角度に応じた曲面が作られます。複雑な動...

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リンク

リンクは、一般に棒状の形状をした部材を組み合わせて力や運動を伝えるものです。ジョイント(関節)と呼ばれる部分が複数あり、この部分が可動することで複雑な動きを実現します。産業ロボット、パワーショベル、自動車のワイパー、電車のパンタグラフ、卓上の電気スタンドのアーム、傘の骨組みなど様々な場所に用いられて...

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ばね と ばね定数 について

ばねの種類ばねは、使用箇所によりさまざまな形状のものが用いられます。これもばねかと驚く形状のものもありますが、代表的なばねを以下に記します。「ばね (スプリング)」 は ねじや歯車などの 機械要素と同じく規格が存在しますが、多くの場合市販品で対応できることが多いです。市販品で対応できない場合、個別で...

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圧縮、引張コイルばねの計算方法

ばねに発生するねじり応力圧縮や引張りコイルばねは、「ねじり応力」 を発生させることで 「ばね」 としての機能を働かせます。ばねの設計は許容応力内(壊れない範囲)で使用しなければなりません。そのための応力を求める方法を記載しますが、以下の公式を用いてばねを設計するのは特殊な場合となります。a) 有効径...

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機械要素メーカー一覧

主な機械要素メーカーをまとめました。軸受(ベアリング)直動案内ベルト、チェーン、プーリー、スプロケット歯車軸継手(カップリング)クラッチ・ブレーキ締結部品ばねオイルシール、パッキン、Oリングバルブ、ポンプ搬送コンベアホイスト・クレーンモーター油圧・空圧・電動機器産業用ロボットセンサーその他軸受(ベア...

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