ねじの名称、締結の仕組み、締め付け線図について

ねじ諸元の名称と定義

ついでに、ねじ部諸元の名称については以下。(小文字：おねじ、大文字：めねじ)

ねじの呼び径：d (or D)
-> おねじの山径（めねじの谷径）
ねじの有効径：d₂(or D₂)
-> ねじの山径/谷径の間にて、山幅=谷幅の位置を径とする仮想円径 (d_p)
おねじ谷底径（めねじ山径）：d₁ (or D₁)
ピッチ：P
-> 隣り合うねじ山同士の間隔
リード角：β
-> ねじが一周まわる間に1ピッチ分上がる角度（一条ねじの場合：ｎ条ねじの場合はｎ倍）
ねじ山半角：α
-> ねじ山頂点の角度/2（平目/細目ねじでは２α= 60°（π/6））
（ざっくり言えば、おねじ/めねじは正三角形の山の組合せ）
とがり山高さ：H
-> ねじ山を構成する正三角形の高さ

またとがり山高さは、\( H=\displaystyle \frac{P}{2\tan{\alpha}}\)

ねじの有効径は、

\(
\begin{align}
d_2(or \ D_2) &=d-2\cdot (\displaystyle \frac{H}{2}-\displaystyle \frac{H}{8}) \\[8pt]
&=d-\displaystyle \frac{3}{4}H \\[8pt]
&= d-\displaystyle \frac{3P}{8\tan{\alpha}}
\end{align}
\)

おねじ谷底径（めねじ山径）は、

\(
\begin{align}
d_1(or \ D_1)&=d-2\cdot(H-\displaystyle \frac{H}{8}-\displaystyle \frac{H}{4})\\[8pt]
&=d-\displaystyle \frac{5}{4}H\\[8pt]
&=d-\displaystyle \frac{5P}{8\tan{\alpha}}
\end{align} \)

を並目/細目ねじの基準山形として扱う。

Note：この先の軸力計算に用いるおねじの有効断面積A_sには、谷底径のd₁定義における切取り高さH/4 を（谷底面は円で接するとして）H/6で置き換えた径 d₃を用いる。まずd₃ は

\(
\begin{align}
d_3&= d-2\cdot(H-\displaystyle \frac{H}{8}-\displaystyle \frac{H}{6})\\[8pt]
&=d-\displaystyle \frac{17}{12}H\\[8pt]
&= d-\displaystyle \frac{17P}{24\tan{\alpha}}
\end{align} \)

であり、この谷底径d₃ とおねじの有効径d₂ の平均値d_s がおねじの有効断面積A_sの径である。d_s は

\(
\begin{align}
d_s&=\displaystyle \frac{d_2+d_3}{2}\\[8pt]
&=d-2\cdot(H-\displaystyle \frac{H}{8}-\displaystyle \frac{H}{6})\\[8pt]
&=d-\displaystyle \frac{13}{12}H\\[8pt]
&=d-\displaystyle \frac{13P}{24\tan{\alpha}}
\end{align} \)

これを使い、おねじの有効断面積A_sは

\(
\begin{align}
A_s &=\pi \cdot \displaystyle (\frac{d_s}{2})^2 \\[8pt]
&= \displaystyle \frac{\pi }{4}\cdot(d-\displaystyle \frac{13P}{24\tan{\alpha}} )^2
\end{align} \)

となる。

続いて、次ページにてざっくりと”ねじの締結の仕組み”と”締め付け線図”について