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機械設計講座:機械設計者のための覚え書き
資料室
0. 概要
資料室について
 ネットや書籍で参考になった資料を置いています。
機械設計をしていると、必要な時に必要な資料がなかなか見つからなかったり、無くなっていたりする事が多いです。
そこで、自分の為の資料の保管庫として作りました。
ご覧になる方になんらかの参考になればと公開しています。
一部、重複している物や数値に異同があるかと思いますが、あくまで参考程度に。
明らかな誤記等はご指摘頂けると助かります。

[目次]
1.軸受け材料の許容圧力
2.金属材料の許容応力表
3.合金鋼 機械的性質表
4.炭素鋼 機械的性質表
5.標準締め付けトルク表(T系列)
1.0 解説
軸受け材料の許容圧力表 (参考資料)
 * [N/mm2]で使う場合はこの値のまま使用。
   ( )内の数値は[kgf/cm2]である。
材料 標準許容圧力
MPa (kgf/cm2)
最大許容圧力
MPa (kgf/cm2)
 綱と鋳鉄  2.94 (30)  5.89 (60)
 チル鋳鉄と鋳鉄  3.92 (40)  7.85 (80)
 綱と砲金(または青銅)  6.87 (70)  19.62 (200)
 綱と(リン)青銅  14.72 (150)  58.86 (600)
 綱(生材)と綱(生材)  2.94 (30)  9.81 (100)
 焼入れ綱と焼入れ綱  6.87 (70)  19.62 (200)
 焼入れ工具綱と焼入れ工具綱  11.77 (120)  29.40 (300)
 綱とPb基ホワイトメタル  3.43 (35)  4.90 (50)
 綱とSb基ホワイトメタル  5.89 (60)  9.81 (100)
 焼入れ綱とアルミ系軸受合金  4.90 (50)  9.81 (100)
 焼入れ綱とケルメット  14.72 (150)  29.40 (300)
 焼入れ綱とPbメッキケルメット  19.62 (200)  34.34 (350)
 焼入れ綱とカドミウム綱  19.62 (200)  34.34 (350)
 焼入れ綱とPbメッキ綱  19.62 (200)  39.24 (400)
 綱と含油軸受け  2.94 (30)  7.85 (80)
参考:
すべり軸受けなどを設計する際、凝着などを起こさないで使用できる面圧の基準として使用して 下さい。

常時使用する場合は標準許容圧力以下になるように設計し、多少の無理は見込みで設計する場合は最大許容圧力を使用する等、使い分けて下さい。
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金属材料の許容応力表 (参考資料)
材料 引張り (N/mm2) 圧縮 (N/mm2) 曲げ (N/mm2) せん断 (N/mm2) ねじり (N/mm2)
σtal σcal σbal σal τ
a b c a b a b c a b c a b c
軟鋼
( 〜0.25%C)
90〜
 150
60〜
 100
30〜
 50
90〜
 150
60〜
 100
90〜
 150
60〜
 100
30〜
 50
72〜
 120
48〜
 80
24〜
 40
60〜
 120
40〜
 80
20〜
 40
半硬鋼
( 0.29〜0.35%C)
120〜
 180
80〜
 120
40〜
 60
120〜
 180
80〜
 120
120〜
 180
80〜
 120
40〜
 60
96〜
 144
64〜
 96
32〜
 48
90〜
 144
60〜
 96
30〜
 48
鋳鋼 60〜
 120
40〜
 80
20〜
 40
90〜
 150
60〜
 100
75〜
 120
50〜
 80
25〜
 40
48〜
 96
32〜
 64
16〜
 32
48〜
 96
32〜
 64
16〜
 32
鋳鉄 30 20 10 90 60  -  -  - 30 20 10  -  -  -
ニッケル鋼 120〜
 180
80〜
 120
40〜
 60
120〜
 180
80〜
 120
120〜
 180
80〜
 120
40〜
 60
96〜
 144
64〜
 96
32〜
 48
90〜
 144
60〜
 96
30〜
 48
焼き入れ
したばね鋼
 -  -  -  -  - 750 500  -  -  -  - 600 400  -
錬鉄 90 60 30 90 60 90 60 30 72 48 24 36 24 12
銅(圧延) 60 30  - 40〜
 54
27〜  -  -  -  -  -  -  -  -  -
リン青銅 70 45  - 60〜
 90
 -  -  -  - 50 32  - 30 20  -
青銅 30 20 10 30〜
 40
10  -  -  -  -  -  -  -  -  -
黄銅 21 14  - 40〜
 60
27  -  -  -  -  -  -  -  -  -
参考:
 a:静荷重
 b:片振れ荷重(荷重が一方向かつ周期的に変化する荷重)
 c:両振れ荷重(荷重が両方向かつ周期的に変化する荷重)

注1:表中の数値は衝撃がかからない場合のものであり、衝撃が加わる場合は更に1/2の値とする

注2:許容応力の定義は

  許容応力=破壊応力/安全率

 として上記表の許容応力を求めている。
 尚、各材料の安全率は下記の通り。
安全率
材料 荷重の別
a b c
鋳鉄 4 6 10
軟鋼 3 5 8
鋳鋼 3 6 8
銅(軟金属) 5 6 9

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合金鋼 機械的性質表 (参考資料)
記号 旧記号 熱処理 (℃) 引張り試験(4号試験片) 衝撃試験
(3号試験片)
硬さ試験
焼入れ 焼もどし 降伏点
N/mm2
(以上)
引張強さ
N/mm2
(以上)
伸び

(以上)
絞り

(以上)
衝撃値
(シャルピー)
J/cm2
(以上)
硬さ
HB
SCM415 SCM21 1次850〜900油冷
2次800〜850油冷
又は925保持後850
 〜900油冷
150〜200
空冷
830 16 40 69 235〜321
SCM418 1次850〜950油冷
2次800〜850油冷
又は925保持後850
 〜900油冷
150〜200
空冷
880 15 40 69 248〜331
SCM420 SCM22 1次850〜900油冷
2次800〜850油冷
又は925保持後850
 〜900油冷
150〜200
空冷
930 14 40 59 262〜352
SCM421 SCM23 1次850〜900油冷
2次800〜850油冷
又は925保持後850
 〜900油冷
150〜200
空冷
980 14 35 59 285〜375
SCM430 SCM2 830〜880 油冷 530〜630
急冷
685 830 18 55 108 241〜302
SCM432 SCM1 830〜880 油冷 530〜630
急冷
735 880 16 50 88 255〜321
SCM435 SCM3 830〜880 油冷 530〜630
急冷
785 930 15 50 78 269〜331
SCM440 SCM4 830〜880 油冷 530〜630
急冷
835 980 12 45 59 285〜352
SCM445 SCM5 830〜880 油冷 530〜630
急冷
885 1030 12 40 39 302〜363
SCM822 SCM24 1次850〜900油冷
2次800〜850油冷
又は925保持後850
 〜900油冷
150〜200
空冷
1030 12 30 59 302〜415
SNC236 SNC1 820〜880 油冷 550〜650
急冷
590 740 22 50 118 217〜277
SNC415 SNC21 1次850〜900油冷
2次740〜790水冷
(780〜830油冷)
150〜200
空冷
780 17 45 88 235〜341
SNC631 SNC2 820〜880 油冷 550〜650
急冷
685 830 18 50 118 248〜302
SNC815 SNC22 1次830〜880油冷
2次750〜800油冷
150〜200
空冷
980 12 45 78 285〜388
SNC836 SNC3 820〜880 油冷 550〜650
急冷
785 930 15 45 78 269〜321
SNCM220 SMCM21 1次850〜900油冷
2次800〜850油冷
150〜200
空冷
830 17 40 59 248〜341
SNCM240 SNCM6 820〜870 油冷 580〜680
急冷
785 880 17 50 69 255〜311
SNCM415 SNCM22 1次850〜900油冷
2次780〜830油冷
150〜200
空冷
880 16 45 69 255〜341
SNCM420 SNCM23 1次850〜900油冷
2次770〜820油冷
150〜200
空冷
980 15 40 69 293〜375
SNCM431 SNCM1 820〜870 油冷 580〜680
急冷
685 830 20 55 98 248〜302
SNCM439 SNCM8 820〜870 油冷 580〜680
急冷
885 980 16 45 69 293〜352
SNCM447 SNCM9 820〜870 油冷 580〜680
急冷
930 1030 14 40 59 302〜368
SNCM616 SNCM26 1次850〜900空冷
(油冷)
2次770〜830空冷
(油冷)
100〜200
空冷
1180 14 40 78 341〜415
SNCM625 SNCM2 820〜870 油冷 570〜670
急冷
835 930 18 50 78 269〜321
SNCM630 SNCM5 850〜950 空冷
(油冷)
550〜650
急冷
885 1080 15 45 78 302〜352
SNCM815 SNCM25 1次830〜880油冷
2次750〜800油冷
150〜200
空冷
1080 12 40 69 311〜375
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炭素鋼 機械的性質表 (参考資料)
記号 熱処理℃ 熱処理 機械的性質
焼ならし
(N)
焼なまし
(A)
焼入 焼もどし 降伏点
N/mm2
(以上)
引張強さ
N/mm2
(以上)
伸び

(以上)
絞り

(以上)
衝撃値
(シャルピー)
J/cm2
(以上)
硬さ
HB
S10C 900〜950
空冷
約900
炉冷
N 205 310 33 109〜156
A 109〜149
S09CK 900〜950
空冷
約900
炉冷
@880〜920
油(水)冷
A750〜800
水冷
150〜200
空冷
A 107〜149
H 245 390 23 55 137 121〜179
S12C
S15C
880〜930
空冷
約880
炉冷
N 235 370 30 111〜167
A 111〜149
S15CK 880〜930
空冷
約880
炉冷
@870〜920
油(水)冷
A750〜800
水冷
150〜200
空冷
A 111〜149
H 345 490 20 50 118 143〜235
S17C
S20C
870〜920
空冷
約860
炉冷
N 245 400 28 116〜174
A 114〜153
S20CK 870〜920
空冷
約860
炉冷
@870〜920
油(水)冷
A750〜800
水冷
150〜200
空冷
A 114〜153
H 390 540 18 45 98 159〜241
S22C
S25C
860〜910
空冷
約850
炉冷
N 265 440 27 123〜183
A 121〜156
S28C
S30C
850〜900
空冷
約840
炉冷
850〜900
水冷
550〜650
急冷
N 285 470 25 137〜197
A 126〜156
H 335 540 23 57 108 152〜212
S33C
S35C
840〜890
空冷
約830
炉冷
840〜890
水冷
550〜650
急冷
N 305 510 23 149〜207
A 126〜163
H 390 570 22 55 98 167〜235
S38C
S40C
830〜880
空冷
約820
炉冷
830〜880
水冷
550〜650
急冷
N 325 540 22 156〜217
A 131〜163
H 440 610 20 50 88 179〜255
S43C
S45C
820〜870
空冷
約810
炉冷
820〜870
水冷
550〜650
急冷
N 345 570 20 167〜229
A 137〜170
H 490 690 17 45 78 201〜269
S48C
S50C
810〜860
空冷
約800
炉冷
810〜860
水冷
550〜650
急冷
N 365 610 18 179〜235
A 143〜187
H 540 740 15 40 69 212〜277
S53C
S55C
800〜850
空冷
約790
炉冷
800〜850
水冷
550〜650
急冷
N 390 650 15 183〜255
A 149〜192
H 590 780 14 35 59 229〜285
S58C 800〜850
空冷
約790
炉冷
800〜850
水冷
550〜650
急冷
N 390 650 15 183〜255
A 149〜192
H 590 780 14 35 59 229〜285
参考:
 A:焼なまし annealing
 N:焼ならし normalize
 H:時効処理
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標準締め付けトルク表(T系列) (参考資料)
参考:トルクを kgf・m に換算するには0.1を、 kgf・cm に換算するには10を、 gf・cm に換算するには104をそれぞれ掛ければ概略の値が求まります。
標準締め付けトルク表(T系列)
ねじの呼び径
基準T系列
N・m
0.5系列
N・m
1.8系列
N・m
2.4系列
N・m
M1 0.0195 0.0098 0.035 0.047
(M1.1) 0.027 0.0135 0.049 0.065
M1.2 0.037 0.0185 0.066 0.088
(M1.4) 0.058 0.029 0.104 0.140
M1.6 0.086 0.043 0.156 0.206
(M1.8) 0.128 0.064 0.23 0.305
M2 0.176 0.088 0.315 0.42
(M2.2) 0.23 0.116 0.41 0.55
M2.5 0.36 0.18 0.65 0.86
M3 0.63 0.315 1.14 1.50
(M3.5) 1 0.5 1.8 2.40
M4 1.5 0.75 2.7 3.6
(M4.5) 2.15 1.08 3.9 5.2
M5 3 1.5 5.4 7.2
M6 5.2 2.6 9.2 12.2
(M7) 8.4 4.2 15 20.0
M8 12.5 6.2 22 29.5
M10 24.5 12.2 44 59
M12 42 21 76 100
(M14) 68 34 120 166
M16 106 53 190 255
(M18) 146 73 270 350
M20 204 102 370 490
(M22) 282 140 500 670
M24 360 180 650 860
(M27) 520 260 940 1240
M30 700 350 1260 1700
(M33) 960 480 1750 2300
M36 1240 620 2250 3000
(M39) 1600 800 2900 3800
M42 2000 1000 3600 4800
(M45) 2500 1260 4500 6000
M48 2950 1500 5300 7000
(M52) 3800 1900 6800 9200
M56 4800 2400 8600 11600
(M60) 5900 2950 10600 14000
M64 7200 3600 13000 17500
(M68) 8800 4400 16000 21000
基準軸応力 : 210N/mm2 とする
有効断面積 : JIS B1051を参照のこと
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*参考:T系列の使い分け方の概略をまとめてみました。
   一般的な使用には、標準T系列を採用し、適用区分に準じて適宜その他の系列を使うのが良いと思います。
T系列の使用区分
 
基準T系列
0.5系列(0.5T)
1.8系列(1.8T)
2.4系列(2.4T)
適用ねじ
強度区分
4.6〜6.6 - 8.8〜12.9 10.9〜12.9
材質
SS、SC CR [黄銅]、CB [銅]、AB [アルミ] SCr、SNC、SCM SCr、SNC、SCM、SNCM
軸応力(N/mm2)
標準値
210 105 380 500
最大〜最小
300〜160 150〜80 540〜290 710〜380
軸応力(kgf/mm2)
標準値
25 12.5 45 60
最大〜最小
36〜19.0 18.0〜9.5 64〜35 86〜46
適用区分
一般の締め付けトルク。 できる限り、また断りのない限りこの系列を用いる。
ねじ、雌ねじ、 締め付け体に 銅、アルミ、 プラスチックなどを 用いた時、 ダイカスト 部品、 プラスチック部品。
特殊鋼を用いた強力ねじ 継ぎ手、特にボルトに付加的な動荷重のかかる場合。
特殊鋼を用いた強力ねじ継ぎ手、特にボルトに付加的な動荷重のかかる場合。(摩擦接合)
用途
一般 電子製品 車両、エンジン 建設
識別色
無し 黄色
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(07 OFeb 2013)初出

参考文献: 日刊工業新聞社刊 「機械要素の設計基準」 宋 孝(著)
古池鋼業株式会社様 [参考資料]   
株式会社東日製作所様 東日製作所[技術資料「ねじ締め付け」]   
copyright(c) 2011-orbit limited.

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