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軸径の求め方

中空軸モータに駆動軸を直結し、マイタ歯車にて従動軸(2本)に伝動します。従動軸はスプロケットを介しワークを上下させます。 要するにリフトの設計をしています。 1.5kwのモータにて駆動するのですが、駆動軸の計算において、先輩に聞いたところ、リフトが外的要因(何かにぶつかるなど)により停止した場合、モータトルクにより、マイタ歯車のPCD付近に800kg程の力が加わる事となり、駆動軸に800kgの曲げモーメントがかかると言われました。 私の考えでは、駆動軸にはねじり(トルク)と軸の自重による曲げモーメントしか発生しないのではと考えています。 色々調べたのですが、あまりに基礎的な部分のため、わかりませんでした。 詳しい方がいましたら、ご回答よろしくお願いします。

noname#230358
noname#230358

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noname#230359
noname#230359

歯車の歯面に掛かる力は軸に対して左右対称ではありません。 例えばラック&ピニオンでピニオンにトルクが掛かるとピニオンに力が掛かりますが、この時、ピニオンに掛かる反力はピニオン軸に曲げモーメントとして働きます。  ラックに働く力→        ━━━━          ○ギヤ          ←反力 プラネタリーギヤの様に駆動軸に対して回転対象に力の伝達を行う以外は軸には必ず曲げモーメントが掛かります。

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質問者からのお礼

図を描きながら、トルクがかかった場合、軸にどんな力が働くか、色々と考えていました。 回転するだけの軸に対して、なぜ曲げモーメントがかかるのか、なかなか理解できずにいました。 今回、教えていただいた通り、ラックピニオンに例えて考えてみたところ、ようやくその本当の意味がわかりました。 今まで、霧がかかっていた部分がすっきり晴れた気分です。 こんな初歩的な質問に丁寧に答えて頂きまして、本当にありがとうございました。

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noname#230359
noname#230359

本当に基本的な部分で、今迄、知らなかったと言うのが不思議ですが。。。 先輩の仰る通り、軸にはギヤのトルクと同時に曲げ応力も発生します。更に 一言、素直に先輩に教えを請えば判り易くもっと沢山の情報をくれる筈だ 最後に、ギヤなどのトルクによる接線力は圧力角方向に働くことを念頭に置く 前回答者のいうように各々作用・反作用で互いに曲げが生じることになります また、これらから曲げモーメントの方向(X,Y,Z)に注意して設計しましょう

参考URL:
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/HONSHI/20060828/120505/

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質問者からのお礼

回答ありがとうございます。 先輩の言う通り、計算はしてきたのですが、 自分自身、完全に理解する事が出来ず、色々調べてみました。 おっしゃる通り、あまりに基本的な事すぎて、どこにも載っていなかったため、今まで漠然とした知識だけで、設計していました。 今回、こうした場があり、また、こんな質問に対して、丁寧に教えてくださった事に感謝いたします。ありがとうございました。

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