最小ねじかん合深さ(L_e)

めねじがせん断で破損する前に、おねじ軸が引張で降伏するために必要な、めねじのかん合深さを見積もります。

ねじの外径(D)
[インチ]

例:3/4″-16 UNFねじの外径は0.750 inです。基本モードのk係数は単なる乗数で、どちらの単位でも使えます。詳細モードはインチ/UNF専用のままです(下の注記を参照)。

めねじ側リンクブッシュの材料の組合せ
MIL-PRF-26139F

MIL-PRF-26139Fに基づく最小かん合の係数です。せん断強さの低い材料では、ねじ山のせん断破損(なめり)を防ぐため、より深いかん合が必要です。

ネジサイズ
UNF

おねじ(外ねじ)の材料

めねじ側ブッシュの材料(内ねじ)

τ = せん断破断強さで、ピッチ円筒の50%かん合という簡略化した近似とともに使います(下の制約を参照)。

MIL-PRF-26139Fによる最小かん合

1.125″

✔ 予備設計で一般に認められている最小値で、あらゆる構成でねじ山のなめりを防ぐことを保証するものではありません。

基本モードの参照情報

標準的な参考文献 MIL-PRF-26139Fは、最小のねじかん合を鋼で1.0×D、鋳鉄/真ちゅう/青銅で1.5×D、アルミ/亜鉛/樹脂で2.0×Dとしています。締結設計で広く使われる経験則であり、ISO 12240やSAE J1120から導かれたものではありません。

前提と制約

基本モードの係数は経験則であり、お使いのねじの等級、ピッチ、公差はめあいに対する応力計算ではありません。
詳細モードのせん断面積は、ASME B1.1の2A/2B級ねじのせん断式そのものではなく、ピッチ円筒の50%という簡略化した近似を用いています。認証値ではなく、照合用の目安として扱ってください。
どちらのモードも、ねじのコーティング(めっきの厚み増し)、かじり、繰り返しの組立・分解による摩耗は考慮していません。
基本モードと詳細モードの結果が異なる場合は、大きい方(より安全側)を採用し、製造上の余裕を加えてください。

静的な参考データ

参考:ねじサイズ別の最小かん合(基本モード、MIL-PRF-26139F)

上記の式で事前計算した値です。入力し直さずに素早く参照できます。

ねじサイズ(UNF)	鋼 → 鋼(1.0×D)	鋼 → 鋳鉄/青銅(1.5×D)	鋼 → アルミニウム(2.0×D)
3/8″-24	0.375″	0.562″	0.750″
7/16″-20	0.438″	0.656″	0.875″
1/2″-20	0.500″	0.750″	1.000″
9/16″-18	0.562″	0.844″	1.125″
5/8″-18(計算ツールの初期値)	0.625″	0.938″	1.250″
3/4″-16	0.750″	1.125″	1.500″
7/8″-14	0.875″	1.312″	1.750″
1″-14	1.000″	1.500″	2.000″
1-1/4″-12	1.250″	1.875″	2.500″

計算例

加工メーカーが、削り出し6061-T6のコントロールアームに、5/8″-18 UNFの4130クロモリ製ロッドエンド軸を受けるねじ付きアルミブッシュを溶接しようとしており、最小のねじ深さを必要としています。

基本モード:鋼からアルミへの係数は2.0×Dです。Le = 2.0 × 0.625″ = 1.250″。
詳細モードによる照合:4130調質おねじ(UTS約145 ksi)の引張耐力 Ft = At × UTS ≈ 0.256 in² × 145,038 psi ≈ 37,130 lbf。6061-T6のせん断強さ約30 ksi(50%かん合近似)で必要なLe ≈ 1.337″。
ここでは、詳細モード(1.337″)が基本モード(1.250″)より安全側です。ツールの指針に従って大きい方を採用し製造上の余裕を加えるため、ねじのかん合は少なくとも1.35″〜1.4″と指定します。
これは予備的な見積もりです。アルミのねじ山は、かじりや繰り返しの組立による摩耗にも弱いため、安全上重要なコントロールアームでは、最終的な深さをSYZ Engineeringにご確認ください。