モーターから工作機械に動力を伝達する中実シャフト(中実軸)の設計には、曲げモーメントや力によって加えられる応力にシャフトが耐えられることを確認するための一連の計算が必要です。まず、シャフトによって伝達される動力とその回転速度を考慮して、ギアにかかる力を計算します。これに続いて、ギアに作用する接線力を計算します。これは力とギアの半径に直接関係します。
次に、シャフトの曲げモーメント図を使用して、水平面と垂直面に作用する力による曲げモーメント値を特定します。シャフトの潜在的に重要な横断面で、これらの値の二乗の合計の平方根を計算することにより、これらの曲げモーメントとねじれからの複合応力を決定します。この分析は、シャフトが故障することなく応力に耐えられるかどうかを評価するのに役立ちます。次に、極慣性モーメントを計算します。これは、せん断応力をねじりおよび曲げモーメントと結び付けるために重要です。
この計算により、加えられた力に耐えるシャフトの能力が検証されます。最後に、極慣性モーメントに基づいてシャフトの最小必要直径を計算し、安全性と性能基準を満たしながら最小限の材料使用で計算された応力に耐えられることを確認します。
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