ForHosting KIT · 開発者向けツール

ねじれ角計算機

ねじれ角計算ツールは、古典的なねじり公式を中実丸シャフトに適用します。ニュートンメートルで指定した作用トルク、メートルで指定したシャフトの長さと直径、パスカルで指定した材料のせん断弾性係数をもとに、シャフトの一端が他端に対してどれだけ回転するかをラジアンで返します。これは、駆動系、車軸、カップリングの設計における標準的な最初のチェックです。シャフトは破断しないほど強くても、実用に耐えないほどねじれることがあります。同じ閉形式の計算はブラウザでは無料で実行でき、API 経由で呼び出す場合はリクエストごとに $0.002 かかります。

● Beta無料・ブラウザ内で実行

無料で実行 API仕様を見る

ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

ねじれ角が示すこと

シャフトの一端にトルクを加え、もう一端を固定すると、シャフトは剛体として回転するのではなく、巻き上がるように変形し、各断面は後ろの断面よりもわずかに多く回転します。両端間の相対回転量の合計がねじれ角であり、応力計算に対応する剛性の指標です。応力チェックに不合格のシャフトは破断しますが、ねじれチェックに不合格のシャフトは機械的には動作し続けるものの、取り付けられた部品の位置ずれを引き起こします。歯車は歯飛びを起こし、エンコーダーはずれ、カップリングは摩耗します。そのため、技術者はねじり部材を両方の限界に対して寸法決めを行います。ねじれ角計算ツールは変形量を直接示します。トルク、長さ、外径、せん断弾性係数を送ると、ラジアンの回転角に加えて度数表示の値と断面の極二次モーメントが得られるため、設計が使用荷重下でラジアンの千分の数だけねじれるのか、度単位でねじれるのかが一目でわかります。

数値の計算方法

計算は材料力学における閉形式のねじり公式 φ = T·L/(G·J) で、T は作用トルク、L はシャフトの長さ、G は材料のせん断弾性係数、J は断面の極断面二次モーメントです。中実円形断面では J = π·d⁴/32 となるため、直径が結果を支配します。直径を 2 倍にするとねじれは 16 分の 1 になります。この公式は線形弾性挙動、等断面のシャフト、軸まわりに加えられたトルクを前提としており、その前提の範囲内では数値近似ではなく厳密な解です。エンドポイントは計算前にすべてのフィールドを検証します。トルクは任意の有限数で、その符号はねじれ方向として保持されますが、直径、長さ、せん断弾性係数は厳密に正でなければなりません。これらのいずれかがゼロまたは負の値では物理的な意味を持たないためです。4 つの入力はすべてクリーンアップされて J とともにエコーバックされるため、応答は自己完結型で監査可能です。

ワークフローでの位置づけ

典型的な呼び出し元は、フォームに入力する人間ではなく、設計スクリプトや検証パイプラインです。パラメトリック CAD のエクスポートが候補となるシャフト形状を出力し、スクリプトがそれらをこのエンドポイントに通して、許容された度の端数を超えてねじれるものを有限要素解析に回す前に除外します。保守チームは逆の使い方をします。現場でねじれや位置ずれを測定し、設置済みのシャフトが現在の荷重に対してそもそも適切だったかを逆算します。このページのブラウザウィジェットで同じコードが無料で動くため、技術者は単一のケースを手作業で妥当性確認してから、API を通じて $0.002 / リクエストでスイープを自動化でき、両方の経路が同一の数値を返すことが確実です。この計算は決定論的でステートレス、かつミリ秒未満で完了するため、タイトなループ、機械パラメータに対する CI チェック、コミットごとに設計を検証するサーバーレス関数の中にも快適に収まります。

活用例

剛性に基づくドライブシャフトの寸法決め

単位長さあたりの許容ねじれ角に対して候補直径をスイープし、限界内に収まる最小の断面を採用します。

CI でのカップリングや車軸設計の検証

パラメータ変更によりシャフトのねじれがエンコーダーや歯車列の許容値を超えた場合にビルドを失敗させます。

設置済みシャフトの逆算チェック

現場で測定したトルクと形状を用いて、ねじれが設計範囲内に収まっていたかを検証します。

よくある質問

料金はいくらですか？

API 経由ではリクエストごとに $0.002 です。このページのブラウザでも無料で実行でき、同じコードで結果も同一です。

どのような単位が必要ですか？

すべて SI 単位です。トルクはニュートンメートル、長さと直径はメートル、せん断弾性係数はパスカルです。ねじれ角はラジアンで返され、度数表示の値も含まれます。

トルクは負でもよいですか？

はい。トルクは任意の有限数でかまいません。符号はねじれ方向を示し、結果に保持されます。直径、長さ、せん断弾性係数は厳密に正である必要があります。

中空シャフトにも使えますか？

いいえ。極断面二次モーメントは中実円形断面の π·d⁴/32 として計算されます。中空断面では内径を d⁴ − dᵢ⁴ として差し引く必要がありますが、このエンドポイントは対応していません。

公式の前提条件は何ですか？

線形弾性材料、等断面の中実丸シャフト、シャフト軸まわりに加えられるトルクです。これらの範囲内では φ = T·L/(G·J) は厳密です。応力集中、キー溝、降伏はモデル化していません。

せん断弾性係数はどの値を使うべきですか？

使用温度における材料の値を使ってください。一般的な目安として、鋼は約 79.3 GPa、アルミニウムは 26 GPa、チタンは 44 GPa、真鍮は 45 GPa です。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/phys/angle-of-twist

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/angle-of-twist \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"torque":100,"length":1.5,"diameter":0.02,"shear_modulus":79000000000}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/angle-of-twist", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "torque": 100,
    "length": 1.5,
    "diameter": 0.02,
    "shear_modulus": 79000000000
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/phys/angle-of-twist",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "torque": 100,
    "length": 1.5,
    "diameter": 0.02,
    "shear_modulus": 79000000000
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/angle-of-twist", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"torque":100,"length":1.5,"diameter":0.02,"shear_modulus":79000000000}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"torque":100,"length":1.5,"diameter":0.02,"shear_modulus":79000000000}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/angle-of-twist", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "torque": 100,
  "length": 1.5,
  "diameter": 0.02,
  "shear_modulus": 79000000000
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "phys.angle_of_twist",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

KITの完全なドキュメントを見る →