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シングルキー溝シャフトとダブルキー溝シャフト: 負荷分散は何によって決まりますか?

シングルキー溝シャフトとダブルキー溝シャフト: 負荷分散とフィット |関碩

2 番目のキー溝を追加する前に、それがどのハブに機能するかを確立してください。シャフト上の 2 つのスロットは 2 つの異なる接続を保持することも、1 つのハブ内で連携して動作することもできます。 2 番目の配置だけが、2 つのキーが 1 つのトルクをどのように共有するかという問題を引き起こします。

見積段階では、「高トルクのためのダブルキー溝」に関していくつかの決定が未解決のままです。既存のハブにはすでに 2 つのスロットがありますか?問題はピーク荷重、繰り返しの反転、または使用後の緩みですか?交換用ハブは同じ図面と公差スキームに基づいて提供されますか?

別のフライス加工の価格を決定する前に、これらの疑問を解決したいと考えています。追加のスロットはシャフトの図面に簡単に記述できます。 2 番目の信頼できる荷重経路には、嵌合部品の合意が必要です。

Guanshuo single-keyway motor shaft with a longitudinal slot, threaded end and transverse hole
単一キー溝の製品例。キー溝、ジャーナル、その他の取り付け機構にはそれぞれ独自の寸法が必要です。
Guanshuo double-keyed-slot product photograph showing visible slots at different axial locations
ダブルキースロットの製品写真には、さまざまな軸方向のスロットの位置が示されています。透視写真では、2 つのキーが同じハブ内で一緒に機能するかどうかは証明されません。アセンブリセクションを使用します。

2 つのスロットでまったく異なるアセンブリを記述できる

キーは、シャフトのキー溝とハブの対応するスロットを橋渡しします。従来の平行キー接続では、トルクは作動側面での接触を介して伝達されます。目に見える溝だけでなく、それらのつながりを数えてみましょう。

配置 トルクが通るところ 何を評価するのか
1 つのハブに 1 つのキー シャフトセクションとハブの間の 1 つのキー付きインターフェース 所定の役割を果たしているキー、シャフト、ハブ
1 つのハブに 2 つの向かい合ったキー 同じシャフトとハブのインターフェースにわたる 2 つの潜在的な負荷経路 相対的なスロット位置、接触、および不均等な負荷分散
軸方向に分離された 2 つのスロットが個別のハブとして機能します 各ハブでの個別の接続 各接続を通過する実際のトルク。両方のスロットが 1 つのシャフト上にあるという理由だけで容量が追加されるわけではありません

関碩さんのダブルキースロット設計の説明公称角度 180° の対向キー溝を指定します。その配置を使用する注文の場合は、同じ断面でシャフトとハブの両方のスロットを表示します。軸方向の係合長さも確認してください。同じハブと係合しない 2 つの対向する溝は、その荷重を共有すると想定できません。

2 番目のキーは別の接触を作成しますが、等しい接触は保証されません

進行方向にゆっくりとクリアランスを確保することを想像してください。シャフト スロット、ハブ スロット、またはキーの位置やサイズがわずかに異なるため、一方のキーの側面が他方の側面より先に接触することがあります。最初の接触は負荷を運び始めますが、反対側はまだクリアランスを占めています。変形とさらなる回転により、トルクが上昇するにつれてシェアが変化する可能性があります。

このため、各キーにトルクの半分を単純に割り当てる計算には正当性が必要です。パラレルキー設計法では、不均等な荷重が考慮されます。ジオメトリはモデルの一部にすぎません。ピーク荷重とトルク方向の変化も重要です。

等しいおよび不等な 2 つのキーの負荷分散 2 つの例示的な負荷分割、50 パーセントと 50 パーセント、および 75 パーセントと 25 パーセントを比較します。後者では、より負荷の高いキーに、均等共有モデルで想定される負荷の 1.5 倍の負荷がかかります。これらは感度のケースであり、Guanshuo の測定結果や推奨される設計要素ではありません。総トルクが同じでもキー荷重が異なる均等共有の仮定キーA: 50%キーB: 50%不等分割の例キーA: 75%B: 25%75 / 50 = A の想定負荷の 1.5 倍感度の図。測定または指定された負荷分割ではありません。
アセンブリをチェックせずに 50/50 を使用すると、より負荷の高いキーの要求が過小評価される可能性があります。 75/25 のケースは意図的に仮説に基づいています。これは提案された計算係数ではありません。

2 番目の接触を正しく行うことには実際的な利点があります。トルクを伝達するための別の作業インターフェイスが提供されます。しかし、図面に 2 つのキーが含まれているという理由だけで、より小さなシャフトやより薄いハブを承認することはできません。キー溝の追加によりシャフト セクションが変更されますが、ハブの材質と壁の形状は強度の見直しの一部として残ります。

公開されている公差を別の要件として参照してください。

の単一キー溝製品キー溝深さ公差±0.1mm、軸本体粗さRa≦0.8μmを記載しています。ダブルキースロットのページでは、構造説明でキー溝間 180°±0.5°、平行度誤差 ≤0.02 mm と規定しています。それぞれの数字は、異なる製造上の質問に答えます。

公開された要件 説明されている内容 単独では確立できないもの
ダブルキー溝:180°±0.5° シャフト周りの相対角度位置 相手ハブのスロット角度または同時側面接触
両キー溝平行度:≦0.02mm スロット関係の線形幾何学的制御 角度要件または組み立てられたバックラッシュ制限の代替品
片キー溝深さ:±0.1mm 指定溝深さのばらつき キーの高さと嵌合ハブの深さを除いたキーの突起
シングルキー溝軸本体:Ra≦0.8μm シャフト本体の仕上げ 作動キー溝側面の仕上げ、幅、またはフィット感

値は指定された製品に適用されます。注文図面上で正確な形状、データム、制御された長さ、および許容限界を定義します。小さな画面では、表が水平にスクロールします。

Guanshuo はこれらの製品を炭素鋼または合金鋼から焼き入れおよび焼き戻しを行って機械加工し、カスタマイズされたキーの幅、深さ、シャフトの形状をサポートしています。その柔軟性を利用して、必要なインターフェイスを指定します。一般的な製品テーブルは図面の出発点であり、ハブの完全な公差スキームではありません。

シャフト表面における0.5度とは何を意味しますか?

角度公差は度で表記されているため小さく見える場合があります。それらを指定された半径での変位に変換すると、アセンブリの問題について議論しやすくなります。

公開された角度公差を使用した幾何学的チェック

シャフト直径を 20 mm とすると、基準半径は 10 mm になります。その半径での 0.5° に対応する円弧の変位は次のとおりです。

s = r × Δθ (Δθ 単位はラジアン)
s = 10 × (0.5 × π / 180)
s ≈ 0.0873 mm

これは、シャフト表面における角度基準の円弧変位です。逃げ面クリアランス、キー溝幅誤差、バックラッシの予測は測定されません。

ここで、ハブには別途許可される 180°±0.5° のスロット ペア角度もあると仮定します。シャフトのペアが 180.5°、ハブのペアが 179.5° の場合、それらの相対的な割り出しの差は 1° です。 1 つのスロットが位置合わせされている場合、これは同じ 10 mm の基準半径で約 0.1745 mm の円弧変位に相当します。

ハブの公差と直径 20 mm は仮定のものです。この演習では、個別に許容される 2 つのパーツが依然としてより緊密に調整されたインターフェイス定義を必要とする理由を示します。実際の組み立ては、キーの寸法、コーナーの形状、利用可能なクリアランスおよび変形によって異なります。これらの円弧値をキー溝幅の公差から直接差し引いてはなりません。

お客様が複数の供給元からの交換可能なハブを必要とする場合、レビュー中にシャフトとハブのスロットペアの公差を並べて表示します。各図面を個別に受け入れても、そのペアに互換性があることは証明されません。 ≤0.02 mm の平行度要件も、角度円弧変位と直接比較することはできません。これらは異なる誤差を制御します。

作業面、キーの突出量、使用可能な長さがすべて重要

従来のクリアランストップ平行キー配置の場合、意図されたトルク接触は側面にあります。キーは、指定された上部クリアランスを維持しながら、ハブ スロットに十分に突き出る必要があります。ハブが滑る場合は、どちらの状態も証明されません。

シャフトのキー溝が深い場合、高さの変わらないキーはより低い位置にあります。浅ければキーはより遠くに突き出ます。そのため、公表されている ±0.1 mm の溝深さの公差は、そのまま注文に反映するのではなく、実際のキーの高さとハブスロットの深さを考慮して検討する必要があります。

幅の要件を奥行きとは別にしてください。作動面の嵌合は、シャフト スロット、キー、ハブ スロットの組み合わせによって実現されます。どのコンポーネントがキーを保持するか、どのインターフェイスにアセンブリ クリアランスが必要かを指定します。すべてをしっかりと固定するように一括して指示すると、意図した荷重分散を確立せずに組み立てが困難な部品が作成される可能性があります。

Alternative Guanshuo double-keyed-slot shaft view showing longitudinal slots and stepped journals

シャフトの図面または組立セクションにハブの軸方向の位置をマークします。丸い端、面取り、部分的な重なりにより、作業接触に利用できる長さが短くなる可能性があります。ハブの外側にある長い溝は、内側に余分な接触領域を提供しません。

逆方向は別の接触条件として検討してください。

一方向にスムーズにクリアランスを吸収する接続は、反転後に異なる側面に接触する可能性があります。ピーク順方向トルクとピーク逆方向トルクの両方、方向変更の頻度、ブレーキまたは急停止によって別の荷重ケースが作成されるかどうかを記録します。

目に見えるフレッティングまたは緩みがある逆転ドライブの場合は、診断後に別のキー溝を追加する必要があります。実際のはめあいや接触部分、シャフトやハブの材質の状態を検査します。問題が接続内での繰り返しの動きである場合、追加の溝だけでは不足しているクリアランスの制御を定義することはできません。

完全な義務を満たす、よりシンプルな接続を選択してください

状況 工場レビューの優先順位 理由
実証済みの単一キーアセンブリが新たな義務を満たします 別の要件が変更されない限り、それを保持します 別のキーにより、必要性が特定されずに嵌合機能と検査義務が追加されます
接続には、制限されたパッケージ内でより多くの容量が必要です ハブを計算に含めて向かい合った二重キーを評価する 2 つの動作するインターフェイスは役立つかもしれませんが、それらの負荷分割と残りのセクションを確認する必要があります。
2 つの異なるハブが別々の軸方向位置を占めます 独自のトルク パスに合わせて各接続を設計および評価します。 両方のスロットをカウントしても、共有接続の評価は確立されません
頻繁な逆転には非常に限られた相対移動が必要です キー付きデザインを他の接続構成と比較する 側面クリアランスと反転動作はキー数以上のものを支配する可能性がある
交換用ハブは交換可能である必要があります 調整された嵌合公差と代表的なアセンブリチェックについて合意する 手作業で選択した単一のシャフトとハブのペアでは互換性を確立できません

のモーターシャフト選定ガイドドライブ機能の幅広い選択肢をカバーします。この決定を行う際には、シャフト、キー、ハブ、リテンション、必要なサービス アクセスなど、アセンブリ レベルでの比較を行ってください。

ジオメトリと組み立てられた動作を個別に承認する

Guanshuo のダブルキー スロット プロセスでは、統合された CNC 旋削とフライス加工を使用し、スロットの幅、深さ、位置を制御します。工場内には二次元プロジェクターなどの精密検査装置が並んでいます。検査計画には、各要件にどのデータと方法が適用されるかを記載する必要があります。

CNC turning machines and operators in Guanshuo's shaft manufacturing workshop

寸法レポートは、部品が図面と一致していることを示すことができます。機能チェックでは、選択した図面が必要な組み立て動作を実現するかどうかを判断します。どちらのレコードももう一方の代わりにすべきではありません。

  • 両方のキーが 1 つのハブに係合しているかどうかを確認し、実際の重なり長さをマークします。
  • シャフトとハブのスロットの幅、深さ、相対位置を、主要な寸法と材料の状態とともに記録します。
  • 席の確認と連絡に同意します。接触マーキングのチェックは、噛み合いの位置を特定するのに役立ちますが、それ自体でトルク分割を定量化することはできません。
  • 適用される荷重、許容される相対移動、移動の測定方法など、順方向および逆方向の機能テストを定義します。
  • 互換性のある電源の場合は、好ましい 1 つのペアだけではなく、許容される嵌合バリエーションを表すアセンブリ チェック プランを選択してください。
  • 初回品目の承認を生産ロット検査計画とは別にする。

私たちのを使用してくださいモーターシャフト検査報告書ガイドレコードを指定します。お見積りの場合は、ハブ部分とシャフト図面をお送りください。これにより、2 つの独立した溝を引用する代わりに、必要な接続に対処できるようになります。

よくある質問

ダブルキー溝はトルク容量を2倍にしますか?

2 番目のキー溝を追加しても、自動的に二重化されることはありません。キーには不均等な荷重がかかる可能性があり、シャフトとハブの強度チェックが必要です。接続全体の形状、材質、フィット感、動作負荷を評価します。

異なるシャフト位置にある 2 つのスロットはダブルキー接続ですか?

必ずしもそうとは限りません。スロットが別々のハブに対応する場合、それぞれは異なる接続に属します。 2 つのキーの負荷分散は、両方のキーが同じハブに係合し、同じインターフェースを介してトルクを伝達する場合に適用されます。

Guanshuo は対向するキー溝間の角度をどのように指定しますか?

Guanshuoのダブルキースロット製品は180°±0.5°を指定します。嵌合ハブには調整された角度要件が必要です。シャフトの値だけでは、同時接触を証明したり、組み立て後のバックラッシュを定義したりすることはできません。

キー溝の深さによってキーのフィット感が決まりますか?

深さはキーの投影と利用可能な噛み合いに影響しますが、全体のフィット感を定義するものではありません。シャフトとスロットの幅と深さ、キーの寸法、ハブとスロットの形状、上部クリアランス、および加工面の要件を一緒に確認します。

二重キー溝シャフトの見積もりには何を提供する必要がありますか?

シャフトの図面と嵌合ハブのセクション、主要な寸法、材料と熱処理の要件、両方向のトルク義務、組み立て制限、および検査要件を送信します。交換用ハブとの互換性が必要かどうかを確認します。

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