14.1 はじめに(軸、シャフト)

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14.1 はじめに(軸、シャフト)

シャフトは、動力をある場所から他の場所に伝達するために使われる回転機械要素です。
動力は、接線力とその結果生じるトルク(もしくはねじりモーメント)によってシャフトに供給されます。シャフトに接続された色々な機械に伝達されるべき動力を許容するようにのサイズが決められます。
力をあるシャフトから他のシャフトに伝達するために、プーリーや、歯車などの様々な機械要素が取り付けられます。負荷と一緒にこれらの要素は、シャフトの曲がりの原因となります。

言葉を変えると、シャフトはトルクと曲げモーメントとの伝達に使われるともいえます。
各要素部品はキーやスプラインによってシャフトに取り付けられています。

注記:
1. シャフトは通常は円筒状です。しかし断面が四角形や十字形の場合もあります。断面は中実形状ですが、中空の場合もあります。中空の場合のシャフトをホローシャフト(hollow shaft)といいます。
2. “axie”は、形状はシャフトに似ていますが、固定された機械要素であり、主として曲げモーメントのみを伝達する軸を意味します。巻上げドラムや、貨物列車の車軸、ロープシーブのような単純に回転する物体を支える役目をしています。
3. “spindle(スピンドル)”は、直径に比較して長さが短く、特に剛性に重点が置かれた軸を意味しており工作機械の主軸などがこれに相当します。