機械設計でよく使う計算
現場や設計室で毎日のように出てくる5つの計算を、式・目安の数値・失敗しやすいポイントとともに紹介します。
回転数とトルクはトレードオフ
歯車やベルトは動力を増やせません。回転数とトルクを交換するだけです。減速比3なら回転は3分の1、トルクは損失を除いて3倍になります。
負荷からモーターを選ぶ
出力側で必要なトルクを減速比と効率で割ってモーター側のトルクを求め、P = T × n ÷ 9549でモーター回転数での動力を計算します。起動や摩耗を考えて20〜30%の余裕を見ます。
トルクではなく軸力で締める
締結部の不具合は軸力不足から起こることがほとんどです。部材がずれ、ボルトが疲労します。まず目標軸力（保証荷重の75%など）を決め、実際の潤滑状態に合わせてトルクを計算しましょう。
よくある間違い
- プーリーや歯車で、ピッチ径ではなく外径を使ってしまう。
- 油を塗ったボルトに無潤滑のトルク値を使う。
- シリンダの戻り側の力が小さいことを忘れる。
- ウォームギヤの効率の低さを見落とす。