1章 機械設計の基礎 fundamentals of mechanical engineering design |
1.1 機械と機械設計 1 |
1.2 製品開発の流れ 2 |
1.3 機械要素設計の意義 3 |
1.4 機械安全(機械類の安全性) 5 |
1.5 標準化と設計 8 |
1.5.1 日本工業規格 8 |
1.5.2 標準数 9 |
1.5.3 機械製図の意義と規格 10 |
1.6 機械部品の精度 11 |
1.6.1 部品の寸法精度 11 |
1.6.2 寸法公差とはめあい 11 |
1.6.3 幾何公差 17 |
1.6.4 最大実体公差 20 |
1.6.5 表面性状 22 |
2章 機械材料と強度および安全率 mechanical materials strength and safety factor |
2.1 機械材料選択の手順と指針 27 |
2.2 代表的な機械材料の種類と適用例 29 |
2.3 材料の機械的性質 29 |
2.3.1 応力-ひずみ線図 29 |
2.3.2 鋼の強度とばらつき 31 |
2.4 部品に作用する荷重と破損 33 |
2.4.1 荷重の種類 33 |
2.4.2 応力集中係数と切欠き係数 34 |
2.4.3 クリープ 36 |
2.4.4 疲れ 37 |
2.5 材料の破損とその諸説 40 |
2.6 腐食 41 |
2.7 安全率と許容応力 42 |
【例題2.1】 46 |
【例題2.2】 47 |
練習問題 48 |
3章 締結・接合要素 screw,fasteners and joints |
3.1 結合法 49 |
3.2 ねじ 50 |
3.2.1 ねじの基本用語 50 |
3.2.2 ねじ山の種類 52 |
3.2.3 ねじの表し方 55 |
3.2.4 ねじ部品 56 |
3.2.5 ねじの力学 65 |
3.2.6 ねじの締付け 67 |
【例題3.1】 68 |
【例題3.2】 70 |
【例題3.3】 71 |
3.2.7 ねじ山の強度 71 |
3.2.8 ねじ締結材の設計法 73 |
【例題3.4】 78 |
【例題3.5】 79 |
3.2.9 ねじ部品の疲れ 80 |
【例題3.6】 82 |
3.2.10 ねじのゆるみ止め対策 82 |
3.3 ピン 84 |
3.4 リベット継手 84 |
3.4.1 リベット継手のあらまし 84 |
3.4.2 リベット継手の強度 86 |
【例題3.7】 88 |
練習問題 88 |
4章 軸系要素 shafts and associated parts |
4.1 軸 91 |
4.1.1 軸の種類および軸材料 91 |
4.1.2 軸径の選定 93 |
4.1.3 ねじりモーメントが作用する軸 93 |
【例題4.1】 96 |
4.1.4 曲げモーメントが作用する軸 96 |
4.1.5 ねじりモーメントと曲げモーメントが同時に作用する軸 97 |
【例題4.2】 99 |
4.1.6 軸力が付加される場合 100 |
【例題4.3】 101 |
4.1.7 段付き軸における応力集中の影響 103 |
4.1.8 軸の剛性 103 |
【例題4.4】 105 |
【例題4.5】 105 |
4.1.9 回転軸の危険速度 107 |
【例題4.6】 110 |
4.2 キーとスプライン,セレーション 112 |
4.2.1 キーの種類 112 |
4.2.2 キーの選定とキー溝をもつ軸の強さ 113 |
【例題4.7】 115 |
4.2.3 スプラインとセレーション 116 |
4.2.4 摩擦継手 117 |
4.3 軸継手 118 |
4.3.1 軸継手の選定 120 |
4.3.2 軸継手の種類 120 |
4.3.3 サーボ機構用たわみ軸継手の特性 123 |
4.4 クラッチ 125 |
4.4.1 クラッチとブレーキ 125 |
4.4.2 クラッチの種類 126 |
練習問題 129 |
5章 軸受・案内要素 bearings and linear guides |
5.1 軸受の種類と特徴 131 |
5.2 転がり軸受 132 |
5.2.1 転がり軸受の種類と構造 133 |
5.2.2 転がり軸受の精度 136 |
5.2.3 転がり軸受の材料 138 |
5.2.4 転がり軸受の配列 139 |
5.2.5 転がり軸受の疲れ寿命 139 |
【例題5.1】 142 |
【例題5.2】 145 |
【例題5.3] 149 |
5.2.6 転がり軸受の許容回転数 150 |
5.2.7 転がり軸受における予圧の効果 152 |
5.2.8 転がり軸受のはめあい 152 |
5.2.9 転がり軸受の潤滑法 154 |
5.3 すべり軸受 156 |
5.3.1 すべり軸受の潤滑状態 156 |
5.3.2 すべり軸受の種類と材料 157 |
5.3.3 すべり軸受の設計パラメータ 162 |
5.3.4 すべり軸受の消費動力(ペトロフの法則) 166 |
【例題5.4] 167 |
5.4 流体潤滑理論 168 |
5.4.1流体潤滑理論と基礎方程式 168 |
5.4.2 傾斜平面軸受の軸受特性 171 |
【例題5.5】 173 |
5.4.3 ジャーナル軸受の軸受特性 174 |
【例題5.6】 176 |
5.4.4 静圧軸受の基本構造 177 |
5.4.5 静圧軸受の負荷容量 178 |
【例題5.7】 179 |
5.4.6 流体潤滑軸受の応用例 180 |
5.5 リニア軸受 181 |
5.5.1 スリーブ形リニア玉軸受(直動玉軸受) 181 |
5.5.2 ガイド ウェイ形リニア軸受 183 |
5.5.3 定格寿命L10 185 |
練習問題 187 |
6章 動力伝達要素 machine elements for power transmission |
6.1 動力伝達要素の種類 191 |
6.2 歯車 193 |
6.2.1 歯車の種類 194 |
6.2.2 歯形 194 |
6.2.3 インボリュート関数とインボリュート歯車 195 |
【例題6.1】 196 |
6.2.4 歯車記号,用語と計算式 197 |
6.2.5 平歯車のかみあい率 200 |
【例題6.2】 202 |
6.2.6 バックラッシ 202 |
6.2.7 かみあい圧力角 205 |
【例題6.3】 206 |
6.2.8 標準歯車の切下げ 207 |
6.2.9 転位歯車とそのかみあい圧力角 208 |
6.2.10 転位歯車の切下げ限界における歯数と転位係数 210 |
【例題6.4】 211 |
6.2.11 平歯車の強度 213 |
【例題6.5】 229 |
6.2.12 はすば歯車 233 |
6.2.13 遊星歯車機構とその派生機構 235 |
6.3 巻掛け伝動 239 |
6.3.1 巻掛け伝動の種類と特徴 239 |
6.3.2 歯付きベルトの伝達パワー 242 |
【例題6.6】 245 |
6.4 摩擦伝動 246 |
6.5 ボールねじ 248 |
6.5.1 ボールねじの構造と材料 248 |
6.5.2 摩擦と機械効率 250 |
【例題6.7】 253 |
6.5.3 ボールねじの変形量と予圧 254 |
6.5.4 ボールねじの耐久性 256 |
6.5.5 支持条件と危険速度 257 |
6.6 その他の送りねじ 259 |
6.6.1 すべりねじ 259 |
6.6.2 静圧ねじ 259 |
6.6.3 ローラねじ 260 |
練習問題 261 |
7章 アクチュエータ actuators |
7.1 アクチュエータの種類と性質 263 |
7.1.1 従来のアクチュエータ 263 |
7.1.2 機能材料アクチュエータ 267 |
7.2 電動モータ 269 |
7.2.1 直流モータ 269 |
7.2.2 交流モータ 273 |
7.2.3 ステッピングモータ 277 |
7.3 電動モータと減速機の選定 278 |
【例題7.1】 280 |
練習問題 282 |
8章 機械システムの設計 mechanical system design |
8.1 設計課題:一軸送りテーブル 283 |
8.2 ボール ガイドの選定 284 |
8.2.1 形式・サイズの仮選定 285 |
8.2.2 寿命の計算 286 |
8.2.3 予圧と精度の選定 287 |
8.2.4 潤滑・防塵 287 |
設計例題1 ボール ガイドの選定 288 |
8.3 ボールねじの選定 294 |
8.3.1 基本諸元 294 |
8.3.2 基本性能のチェック 296 |
8.3.3 要求機能チェック 298 |
設計例題2 ボールねじの選定 299 |
8.4 ボールねじサポート軸受の選定 303 |
設計例題3 ボールねじサポート軸受の選定 304 |
8.5 軸継手の選定 304 |
8.5.1 常用トルクによる選定 305 |
8.5.2 最大トルクによる選定 306 |
8.5.3 軸穴径による選定 306 |
8.5.4 ねじり振動の検討 306 |
8.6 駆動アクチュエータの選定 307 |
8.6.1 等価慣性モーメントの算出 307 |
8.6.2 モータ トルクの算出 308 |
8.6.3 モータの選定方法 309 |
設計例題4 駆動アクチュエータと軸継手の選定 310 |
練習問題 解答 313 |
引用および参考文献 335 |
索引 339 |
1章 機械設計の基礎 fundamentals of mechanical engineering design |
1.1 機械と機械設計 1 |
1.2 製品開発の流れ 2 |
1.3 機械要素設計の意義 3 |
1.4 機械安全(機械類の安全性) 5 |
1.5 標準化と設計 8 |