【技術士二次試験:機械設計】「キー」を使用する場合の留意点とは?

  • 「キー」の使用に不安があるけど・・・
  • 「キー」を使用する場合の留意点が分からない?
  • 「キー」を使用する場合の留意点を分かりやすく教えて!

 「キー」は回転体から軸に、あるいは軸から回転体に動力を伝達するためにが使用されている重要な部品です。    

 私は機械技術者として25年以上働いており技術士一次試験にも合格しておりますが、「キー」の理解は基礎知識として重要と考えます。 

 そこでこの記事では、「キー」を使用する場合の留意点について述べます。

 この記事を参考にして「キー」を使用する場合の留意点が理解できれば、技術士二次試験に合格できるはずです。

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目次

1.キーの概要

 キーは歯車、プーリなど回転軸に取り付けられた部品を軸に固定するために主に用いられる。キーはせん断応力に対する結合として用いられる。キーの大きさは軸の太さによって決まる。つまり軸の太さが決まれば自動的にキーの大きさも決まる。また、キーが受けられる力はそれぞれの材料の剪断応力※1によって変わる。
※1 剪断応力(せんだんおうりょく):剪断はハサミで切るときのようなねじり切る切り方で、剪断する際に抵抗して押し返してくる力のことをいう。

また、軸や回転体には、キーをはめ込むキー溝が有るものと無いものに分かれる。

  • キー溝が有るもの:動力伝達用に使用される。
  • キー溝が無いもの:軽荷重用となる。

また、軸に取り付けられる機械的要素側をボスと呼ぶ。

2.キーを使用する場合の留意点

 せん断応力の方向が繰り返し変わる交番荷重の際には、軸とともにフレッチング摩耗※2を起こすことがあるので注意が必要である。主な対策としては次の通りである。

  • 軸のはめ込み(嵌合(かんごう))をきつくする。
  • キー溝をJIS精級とする。

※2 フレッチング摩耗:接触する2つの物体間に極小の往復滑りが繰り返し行われたとき、表面損傷して摩耗すること。

3.まとめ

【キーを使用する場合の留意点】
  • キーはせん断応力に対する結合として用いられる。
    ・キーの大きさは軸の太さによって決まる。
    ・キーが受けられる力はそれぞれの材料の剪断応力によって変わる。
    ・軸や回転体には、キーをはめ込むキー溝が有るものと無いものに分かれる。
  • せん断応力の方向が繰り返し変わる交番荷重の際には、軸とともにフレッチング摩耗を起こすことがあるので注意が必要である。主な対策としては次の通りである。
    ・軸のはめ込み(嵌合(かんごう))をきつくする。
    ・キー溝をJIS精級とする。

以上

最後まで読んで頂きありがとうございます。
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