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ENGINEERING CALCULATORS

Hertz接触応力(円筒・球)

技術計算(試験公開)

カム・ローラーなどを、局所曲率で円筒または球の接触として近似します。

入力条件

単位を選んで数値を入力。全角数字・1/8・1 3/8も使えます。単位を切り替えると数値も換算します。

計算結果

参考計算です。実際の設計への適合性・安全性を保証するものではありません。

条件の図

入力:青い記号を押して編集 結果:赤橙の値・線

計算式・適用条件

1/E*=(1−ν₁²)/E₁+(1−ν₂²)/E₂; line b=√(4FR*/(πLE*)), p₀=2F/(πbL); sphere a=(3FR*/(4E*))⅓, p₀=3F/(2πa²)

弾性・滑らかな非適合接触の基本式。カム全体の形状・圧力角・動荷重から法線力を求める機能ではありません。局所曲率と法線荷重を指定します。端部・潤滑・塑性・疲労寿命は含みません。

表示値は丸めています。図は条件の説明図です。材質・物性の初期値は入力例なので、使用する材料・温度・条件の値に置き換えてください。

計算の参考資料
参考情報としてのご利用について

計算式には荷重・支持条件・変形の範囲などの前提があります。入力値・単位・計算式の適用条件を確認してください。図は条件を説明するもので、製作図や安全の証明ではありません。

材料値は代表値や参考範囲であり、製品の品質保証値や、そのまま使える設計許容値ではありません。規格・製品形状・寸法・調質・温度などで変わるため、採用する製品の仕様書や検査証明書などと照合してください。

表示する安全率や判定は、入力条件と計算モデルの範囲に限られます。規格適合・寿命・疲労・接合部などを含む設計全体の安全性を自動で確認するものではありません。実際の設計・製造・使用にあたっては、適用する法規・規格、製品仕様、必要な試験や専門的な検証を別途確認してください。

この計算で求められること

カム・ローラーなどを、局所曲率で円筒または球の接触として近似します。

入力・結果・適用条件を確認する

選択した形状・計算方法により、使う項目は変わります。実際の計算は上の図と入力欄で行えます。

主な入力

  • 接触の形 (—)
  • 法線荷重 F (N / kN / mN)
  • 接触側の凸半径 R₁ (mm / cm / m)
  • 相手側の曲率半径 R₂ (mm / cm / m)
  • 相手面 (—)
  • 有効接触長 L (mm / cm / m)
  • 材料1のヤング率 (GPa / MPa / Pa)
  • 材料1のポアソン比 (—)
  • 材料2のヤング率 (GPa / MPa / Pa)
  • 材料2のポアソン比 (—)

得られる結果

  • 等価弾性率 E* (GPa)
  • 等価曲率半径 R* (mm)
  • 接触半幅b/接触円半径a (mm)
  • 最大接触圧 p₀ (MPa)
  • 球接触の弾性接近量(線接触は—) (mm)

計算式の概要

1/E*=(1−ν₁²)/E₁+(1−ν₂²)/E₂; line b=√(4FR*/(πLE*)), p₀=2F/(πbL); sphere a=(3FR*/(4E*))⅓, p₀=3F/(2πa²)

弾性・滑らかな非適合接触の基本式。カム全体の形状・圧力角・動荷重から法線力を求める機能ではありません。局所曲率と法線荷重を指定します。端部・潤滑・塑性・疲労寿命は含みません。

現在選択中の方法には、操作欄の「計算式・適用条件」を使ってください。参考計算であり、設計全体の安全性を保証するものではありません。

関連する計算

What this calculator does

Approximate cam/roller contact using local cylindrical or spherical curvature.

Inputs, outputs and applicability

The selected model determines which of these inputs and outputs apply. Use the working diagram and input panel above to calculate.

Inputs

  • Contact geometry (—)
  • Normal force F (N / kN / mN)
  • Convex radius R₁ (mm / cm / m)
  • Mating curvature radius R₂ (mm / cm / m)
  • Mating surface (—)
  • Effective contact length L (mm / cm / m)
  • Material 1 Young modulus (GPa / MPa / Pa)
  • Material 1 Poisson ratio (—)
  • Material 2 Young modulus (GPa / MPa / Pa)
  • Material 2 Poisson ratio (—)

Calculated results

  • Effective modulus E* (GPa)
  • Effective curvature radius R* (mm)
  • Contact half-width b / radius a (mm)
  • Maximum contact pressure p₀ (MPa)
  • Spherical elastic approach (line: —) (mm)

Formula overview

1/E*=(1−ν₁²)/E₁+(1−ν₂²)/E₂; line b=√(4FR*/(πLE*)), p₀=2F/(πbL); sphere a=(3FR*/(4E*))⅓, p₀=3F/(2πa²)

Elastic smooth nonconformal contact. This does not derive cam normal force from profile, pressure angle or dynamics; supply local curvature and normal load. Edge effects, lubrication, plasticity and fatigue life are excluded.

The displayed formula and conditions in the working panel apply to the currently selected model. Reference calculation only; it does not certify a complete design.

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