機械設計製図

第5回：授業資料

主軸の設計

教室：N棟６階，N６０２a室 設計製図室

火曜日 担当：吉川

授業内容

○ 主軸の設計方法

P15

選んだ軸受の寸法（軸受の内径）より決まる。

ネジの径：教科書P167資料(６）より決める。

この軸径（羽根車ボス部軸径）はすでに計算済み 教科書P165資料(４）軸端の箇所

より決める。

今日の設計計算：主軸の寸法を設定する。

羽根車

軸受 A

軸受 B

キー（両丸キー）

キー（片丸キー）

羽根車

軸受 A

軸受 B

キー（両丸キー）

キー（片丸キー）

主軸の設計のポイント

・ ねじりを受ける軸としての強度（キー溝の応力集中を考慮）・ 振動とくに危険速度（共振点）・ 軸受の寿命（荷重：羽根車自重とスラスト）

など 配慮する。

・ ねじりを受ける軸としての強度

P９０

羽根車の設計でやった

P3

軸端の直径dと長さlを選ぶ．本授業では短軸用(小さい値)を選択する．

（組立考えるとA<B、Bで位置決め)

◎軸受の内径より決まる寸法。

ネジの径も決める。Ｍ？

この軸径（羽根車ボス部軸径）はすでに計算済み

軸受（ベアリング）の種類，選定および評価

P106

アキシャルスラストも受けることができる

P168

要注意

BRGの隅Rと軸の隅Rとの干渉？

応力集中を避けるため、軸の隅Rはできるだけ大きくしたいがBRG隅Rより大きくするとBRGを面に当てることができない

BRGの隅Rとｹ‐ｼﾝｸﾞの隅Rとの干渉？

BRGのｱｳﾀ‐ﾚ‐ｽとｹ‐ｼﾝｸﾞ突き当て部面積は十分か？

BRGのｲﾝﾅ‐ﾚ‐ｽと軸突き当て部面積は十分か？

P3図1‐2とP165資料(4)のWも見比べる

da

a寸法決定にはグランドパッキン寸法とパッキン挿入に必要な寸法を考慮

あくまで目安→

Ｐ３

設計標準を利用

教科書p115、170参照パッキン本数は3本以上使用圧力で選定0.5MPa以下・・・4本（5本としても良い）

66

パッキン幅WE+F+G+ｎW

d=28

パッキン本数ｎ：４乃至５

a寸法決定にはグランドパッキン寸法とパッキン挿入に必要な寸法PXを考慮

a

PX

ﾍﾞｱﾘﾝｸﾞ位置の決め方

・左図の隙間設定後主軸の設計で設定したﾍﾞｱﾘﾝｸﾞ位置ａ、ｂを確認する・ﾊﾞﾗﾝｽが悪ければ位置を修正する

組立・保守点検性を考慮して隙間設定

約２２ｍｍ（Ｍｉｎ）

・a、ｂが変わったら危険速度とﾍﾞｱﾘﾝｸﾞの寿命時間を見直す

３６０を狙う

a b

２５を狙う

f=360

66 50

160

105 35 40 19 110 40

110

(270)

(396)

16090

全体組立図に非尺で良いので、グランドパッキンおよび取付けに必要な寸法や軸受スパン、羽根車ボス部、軸端寸法、参考図を参照してパッキン箱を概略寸法表示してa,b寸法を決める

P103

P104

・ 振動とくに危険速度（共振点）

P109

P110

翼長さliは1円弧に近似して算出

ｄa 34 170

170

羽根車止めボルトのかかりを確実にするため

グランドパッキン寸法とパッキン挿入に必要な寸法を考慮

(0.043)

0.1705.61

CAC402

詳細は、計画図段階で決定

キーの長さは，上の表に記載されている範囲で，これらの値から選ぶ。

キーの長さは，上の表に記載されている範囲で，これらの値から選ぶ。

P166

略d1

16

18

P167

・ 軸受の寿命

Fｒo

TＩ

Kn

P46

P47

締切運転

P108

P４３

P42

P114上部

速度係数KｖはP59図5-8から読み取る

rw=Dw/2

Dw

羽根車の主要寸法記号

◎ 図中に示す主要寸法を決定する。摺動径Dw・・・De(目玉径）+12（肉厚6)…側板厚4の時(Dwは、軸スラスト計算に必要となる）

P８３

Dw

P107表10-１

P1６８

P107表10-１

P107(10．6．a)式

P107(10．8)式

スラスト荷重Faは、A,Bどちらか片方で受けるので、他方はラジアル荷重のみだが、ここでは両方ともスラスト荷重も含めて動等価荷重を算出し、寿命計算する

Yは表から内挿（数値と数値の間を比例配分）で求める。

Yは表から内挿（数値と数値の間を比例配分補間）で求める。

P107

P115 上部

P107(10．6．ｂ)式

10 2.5

DmN値という

API610の基準

グリース潤滑の上限値 3x105 min-1・mm

P1６８

本日の到達点必須(目標）・・・結構忙しい！・主軸寸法の決定（各部径、長さ）・羽根車質量計算

・たわみ計算、危険速度計算・軸受選定・ラジアルスラスト、アキシャルスラスト計算・軸受寿命計算・軸受許容速度確認

次週（第6回） 予定

羽根翼曲線 作図

羽根車 子午面形状 作図

渦巻室 形状 作図

羽根車設計

ケーシング設計

で決定した諸元、数値を見直し確認した上で進める