軸頭の材質に関して 教えてください

質問

軸頭の設計に関して
軸頭の材質はどのように決定するのでしょうか？
基本的にはラジアル荷重とベアリングに接触している面積から面圧を計算して、材質を選べばよいのでしょうか？
軸頭の材質を決定する判断基準と数値などあれば、是非教えてください。

（判断基準　回転数、ねじりトルクなどもあるとは思いますが・・・）

回答No.1

noname#230359

軸頭ですか？質問の内容では軸の設計のように思えますが。
軸の機能はトルク伝達と伝動力に対する支持です。したがって軸の材質と径
は必要伝動トルクと支持形式で決まります。ベアリング荷重は次の手順で決
定します。軸をはりに見立てた場合の支持における荷重分力に安全率を掛け
た定格負荷容量を持つベアリングの選定をします。
設計上は軸が先で、ベアリングは軸に準じると考えるべきです。

>伝達トルクがクリアしていれば、生材（Ｓ４５Ｃなど）でも問題ないという
ことですが？
応力に余裕があれば、もちろん生材(ＳＳ材やＳ４５Ｃ熱処理なし)で十分で
す。ただし軸に作用する力は伝達トルクだけではないので、注意してくださ
い。安全率は許容応力に対して取るのが一般的です。提示の値は引張り強さ
に対する安全率のようですね。
軸の硬度は耐摩耗性などを検討する場合に考慮します。まずはヘルツ応力を
求めて、面圧強さを強化する必要があるのかを検討するのが先でしょう。

参考URL：

http://www.nmri.go.jp/eng/khirata/design/ch05/ch05_01.html

お礼

ご回答ありがとうございます。
たとえば、軸ｻｲｽﾞとして、伝達トルクがクリアしていれば、生材（Ｓ４５Ｃなど）でも問題ないということですが？（材質というよりも、表面の硬度をどう判断するのかという、質問をしたかったのですが、すみません。）

あと、ご回答の中の　荷重分布に安全率をかけるとありますが、
この安全率とは静的３、片振り６、両振り１０（材料によるが）程度で考えればよいということですよね。