動力伝達軸
§動力
○回転によって，動力(Power)すなわち単位時間当たりの仕事（エネルギ）を伝える軸を動力伝達軸とよび，動力伝達軸にはねじりモーメントが発生する．先ず，動力の単位及びその換算は下表のようである．
§動力伝達軸に生ずる応力と比ねじれ角
○伝動軸の単位時間あたりの回転数をn，伝達動力をHとすれば，軸に加わるトルク T は次のようである．
軸中心から，Rの位置に荷重Pを加えたまま１回転させれば，荷重がなす仕事は
W =2 pRP
この軸に作用するトルクはT =
RPであるから，これは次のようにかける．
W = 2pT
したがって，この軸が単位時間あたりn回回転すれば，単位時間当たりの仕事は
H = 2pnT
である．そして，この軸に生ずる最大せん断応力は
比ねじれ角は
ここで，D：軸外径，c：軸内外径比（中実ならば0）
となる．
○回転数をn rpm ，伝達動力をH kW ，外径をD mm ，横弾性係数Gを GPa とすれば，
であるから，
ここで，1 rad
= 180 / p 度 であるから
○回転数をn rpm ，伝達動力をH Ps ，外径をD mm ，横弾性係数をG kgf/mm2 とすれば，
であるから，
§○回転数をn rpm ，伝達動力をH Ps ，外径をD mm ，横弾性係数をG GPa とすれば，
であるから，
動力伝達軸の設計式（軸径の決定）
○回転数をn rpm ，伝達動力をH kW ，外径をD mm ，横弾性係数G GPa ，
許容せん断応力をta MPa ，許容比ねじれ角をwa 度 / m とすれば
tmax≦ta でなければならないから
w ≦wa でなければならないから
○同様に回転数をn
rpm ，伝達動力をH Ps ，外径をD mm ，横弾性係数をG kgf/mm2 ，
許容せん断応力をta kgf/mm2 ，許容比ねじれ角をwa 度 / m とすれば
かつ
○また，回転数をn rpm ，伝達動力をH Ps ，外径をD mm ，横弾性係数をG GPa ，
許容せん断応力をta MPa ，許容比ねじれ角をwa 度 / m とした場合は
かつ
コイルばねの応力とたわみ
§コイルばねの内力と応力
○コイルばね素線に生ずるねじりモーメント，せん断力とせん断応力
図のように，直径 d の素線でできた，半径 R のコイルばねの中心軸に沿って引張荷重 P が働けば素線横断面には
せん断力F = Pと，ねじりモーメントT = PR
が同時に作用する．ねじりモーメントT による最大せん断応力は，断面の外表部円周方向に
一方，せん断力F によるものは，近似的に，断面上で一定で，荷重と反対方向に
である．そして，せん断応力はこれらの和であるから，最大値は内側の外表部 A点に生じ
○実験式
上の式はmが小さいときには十分適用できるが，m が大きくなると誤差が大きい．m が大きい場合は、素線の曲がり等を考慮した次式が用いられる．
§コイルばねの変形とたわみ
○素線のねじれ角とばねのたわみの関係
図のように，素線横断面がdj 回転した場合，荷重点の移動量dd ，すなわち，たわみは
で与えられる．ここで，dj はコイルばね素線を微小巻き角度da を切取った長さが
R da である微小部分の相対ねじれ角であるから
したがって，この微小部分の素線のねじれ角によるばねのたわみは
コイルばね全体のたわみは，これをコイルばね全長に渡って積分すればよい．したがって，次式を得る．
○バネ定数
このコイルばねのばね定数はK =
P / d で定義されるから，
コイルばねの材質と形状（ばねの半径と巻角の関係）を与えれば，これらの値がわかる．
例１］R ，d が一定（円筒コイルばね）
例２］
全巻数N，両端の直径がD1，D2の直径2Dの円錐形状コイルばね
巻き始めからの巻角をa とおけば，ばねの半径Rは
と表せる．したがって，
∴
