ねじれ角計算機の使い方
ねじれ角計算機は、軸のねじり変形をすばやく見積もるためのオンラインツールです。トルクT、軸長L、横弾性係数（せん断弾性係数）Gを入力し、Jの指定方法として既知の断面二次極モーメント、中実丸軸、中空丸軸のいずれかを選びます。中実丸軸または中空丸軸を選ぶ場合は、直径も入力してください。トルクはN·m、kN·m、lb·ft、長さと直径はm、cm、mm、in、ft、横弾性係数はPaまたはGPaに対応しています。
結果の主な値は、軸の両端の相対的なねじれ角を度で示したものです。結果欄では、ラジアン単位のねじれ角、換算後の断面二次極モーメントJ、トルク（N·m換算）も確認できます。計算手順には、選択した断面からJを求める式と、ねじれ角の式への代入が表示されます。
公式と理論 - ねじれ角計算機
このねじれ角計算機は、一定断面の円形軸に対するサン＝ブナンの弾性ねじりの基本式を使います。全長にわたるねじれ角は、次の式で求めます。
θ = T L / (G J)
ここで、Tはトルク（ねじりモーメント）、Lは軸長、Gは横弾性係数（せん断弾性係数）、Jは断面二次極モーメントです。中実丸軸の直径をd、外径をD、内径をdとすると、Jは次のようになります。
- 中実丸軸: J = πd⁴ / 32
- 中空丸軸: J = π(D⁴ - d⁴) / 32
このページで求めるのは、単位長さ当たりの比ねじれ角ではなく、軸全体の角変位（ねじれ角）です。ヘリカルギヤやねじ山のヘリカル角、回転数から求める回転角を計算するものではありません。計算では入力単位をそろえてから式を評価しますが、一定のトルク・材料・断面、線形弾性、小さな変形を仮定しています。段付き軸、長さ方向に変化するJやG、塑性変形、応力・降伏・疲労、安全率、断面の反りは扱いません。入力が0、負、または中空丸軸の外径以下の内径など物理的に成立しない場合は、結果を表示しません。
ねじれ角計算機の使用例
ねじれ角計算機は、材料力学の学習、実験ノート、軸や動力伝達部品の設計スケッチ、ねじり剛性の比較、詳細解析前の概算に利用できます。結果は教育・計画用の目安です。安全に関わる設計、規格対象の業務、購入判断、最終的な機械設計では、適用規格、メーカー資料、校正済みの測定値、または有資格者による確認を併用してください。