回転軸と回転物の固定方法

Question

回転軸と歯車などの回転物との固定方法について
教えてください。
・キーで固定する
・回転軸をDカット止めねじで押さえる
　：
などはよく見受けられますが・・・
回転軸径方向に雌ねじタップをきって、回転物には
座ぐり孔として、ねじ固定した構造はあまり見受けません。
なにか私の知らない不都合があるのでしょうか？

現在、Dカット＋止めねじとしていますが、
Dカットの場合、止めねじが垂直に当たっていないと
緩んでしまいます。
加工工数を考慮すると、軸にタップを切って
ねじ止めでもよいと思いますが、いかがでしょう？？

Accepted Answer

私は今現在は焼き嵌めの軸を設計している。当然荷重も大きく軸径もφ135だ

回答2さんの言うようにキー溝を付けるだけで、軸は極端に弱くなるし応力集中
による回転曲げ疲労強度も下がっていくことにもなります。ましてや切り欠き
の集合体のようなネジを軸に切ることなどは設計者から見ればジンジラレナイ

但し荷重の小さい軸ならば良く見かけたりするけど、大抵はガタガタになって
しまっている。小さくとも高速回転の軸などはテーパー軸と半月キーなどです
更に止めネジの基本は私は2箇所-120°と教えられました。何故ならば、軸の
嵌合のガタにより1点で支持されるとした場合2箇所-120°なら丁度、正三角形
の形でバランス良く支持され緩みが少ないという理屈だからである。またイモ
ネジよりも先端がボール状になったものがベアリングユニットにも多く見られる
これらもDカット面取り部に、直角に当たらなくともセットできるためである

コストカットすることと品質を落とすことはキワドイ位置にあるのでしょうが
そこらの荷重との塩梅がノウハウであるとも言えるのでしょうかねぇ

「絶対にやってはいけません的回答」などは微塵も覚えがないのだが・・・む

機械設計に絶対などということは無いだろう。使用環境に合った設計を選択し
長年に渡り故障がないのであれば今回の方法でも何ら問題では無いのだろうが
基本的に断面形状が極端に変化するような軸は疲労を考慮しなければならない
っと申し上げたかっただけである。だから安易に結論など出すべき問題でない

撹拌機というか撹拌装置も勿論経験があるし軸も設計した経験もあるのですが
どちらかと言えば軸の強度よりも剛性不足による振動の方が問題になる場合の
方が多いように思える。使用場所や用途によって的確に判断されるべき問題だ

思いだしました。水処理機械のベアリングユニットの止めネジ部分なのですが
組付け後に、下穴キリで皿モミしてボール先止めネジでセットしなさいという
指示を出した一部上場プラント企業が居た。結構作業も面倒なのだが、効果は
あったようです。まぁ、Dカットに面取するよりも効果はあるように思えます

参考になれば・・・但し切り粉の取り出しとかメッチャ面倒な部分があります

Answer

回転軸と回転体(歯車等)は例え主に一方向回転で駆動する装置でも、
正逆回転する事を前提で設計します。
回転物に座ぐり孔と回転軸に雌ねじでは、
次の2問題が発生する恐れが有ります。
1) 止メねじが穴のクリアランス分動くことにより、回転物との間で滑りねじ
   が緩むこと、
2) ねじの谷部でせん断する恐れが有ります。

参考までにキ－固定式と回転軸Dカットねじ止メ式以外の方法2例を書きます。
下記のアドレスに参考図2例を記載しています。
http://fac9999.web.fc2.com/auto.html
　　左上の図面
1、メカロック方式(購入品で多くのメ－カ－有ります)　
　　多数使用装置の場合は多少コストが掛かります。   　　　
　　利点として組立時にシビアな角度調整が必要な場合に適しています。
　　
　　右上の図面(図面が小さく見難いかも知れません)
2、接触面中間部セットビス固定式、下穴貫通出来る構造の場合は
　 ノックピン等で固定することも有ります。
 　　利点が多いです。
　　※コストが安い
　　※ガタが無く、剛性があり、組立分解がし易い
　　※図例の様な防水構造で肉厚が薄くキ－加工出来ない条件でも出来ます。

少し参考に成れば幸いです。

Answer

軸方向でネジ固定する方法は軽負荷のときやカラー等の脱落防止くらいにしか
使いません。ネジはその軸力により結合する方法なので、長期間の使用で緩む
ものと考えたほうが良いと思います。したがって繰り返し負荷がかかる軸部品
の結合には適さないと考えます。
最近ではネジ締めによりテーパー面で摩擦接合するカップリングがよく使われ
ているように思います。

http://www.tsubakimoto.jp//power-transmission/shaft-hub-locking/friction/power-lock/

Answer

ギヤじゃないが
グラインダーとかサンダー
丸のこ　とか見てください

Answer

所謂、攪拌機とかアジテーターとかで↓のような
http://www.satake.co.jp/product/kakuhan02.html
シャフトの延長するのに所謂、印籠継ぎして
その印籠をシャフトにボルト貫通でナット止め　＜ナットには割ピン
そうする事でシャフトの脱落防止になるそうだ

尚、↑のメーカの製品がそのような構造かどうかは知りません
あくまでそのような機械を見た事があった言う事例の紹介だけです
検索して一番最初に出たと言う以上の理由はありません

ただ、前出の先生方が絶対にやってはいけません的回答されてるので．．．
特殊な事例なのでしょうが、法的に禁止されてる事でも無かろう？

Answer

何にしろ、せん断応力が掛かる。
受ける断面積の比較でボルトやピンより（長さがとれる分）キーの方が大きくでき、より耐えられる。

http://www.shikaku-tech.jp/L-43_46.pdf
　　P.27（最後）キー、ピン、コッタの種類

接線キーというのが最強です。
　　http://www.rmc.mce.uec.ac.jp/webclass/MachineMechanismDesign/Key_and_Coupling.pdf
　　軸との締結と軸継手　それ以外の方法もある

↑P.2
軽負荷にはテーパーピンを使うことがあります。ボルトはここに出てなく用例は少ない。

?フランジ式テーパーリング?以下の３つは摩擦による固定で意外に強い。

どの方式がダメということはないです・・・欠点を覚悟して使えば

Ｄカット＋止めねじは、止めねじ先端のカドにテコで拡大された力が集中し、摩滅し（フレッティング摩耗）、ガタになり、ねじの緩みになりやすい。

ボルトで軸を突き抜く方式はバカ穴の遊びがありガタになりやすい。テーパーピンはガタが無いから選ぶ。
キー固定でもガタは禁物。フレッティング摩耗でやられやすい。

受ける断面積の比較とはこういういことです。キーは横に寝た面積
　　ﾎﾞﾙﾄ ●　　　■■■ ｷｰ
太さは両者おなじ。軸径の1/4～1/3が限界

回転軸と回転物の固定方法とは？