動力伝達要素｜軸、カム、歯車などの機械要素

2020.07.03

動力伝達要素

動力伝達要素とは、モータやエンジンなどのの動力を、他の部品や機構に効率的に伝えるための機械要素である。軸やカム、歯車に代表される。これらはエネルギーの種類（回転運動、直線運動）、伝達方式（摩擦式、かみ合い式）、材質、設置環境などによって使い分けられ、機械設計や製造業において不可欠な役割を果たす。

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軸

軸はモーターなどの回転運動を伝達する機械要素で知られる。大きな駆動物では、荷重を支える役割や回転運動と直線往復運動を切り替える役割を持つ。主に伝導軸、車軸、クランク軸などがある。

軸の機能

  • 動力を伝える
  • 荷重を支える
  • 回転運動と直線往復運動に切り替える

歯車（ギヤ）

歯車（ギヤ）は、の回転運動を伝える動力伝達要素であり、歯同士をかみ合わせて力を伝える。伝達比を正確に制御できる点が最大の利点であり、時計や車など日常のものなどあらゆるものに使われる。回転軸に取付ける、溝を切った円板状の平歯車を基本溝・円板の形状を工夫することではすば歯車、かさ歯車、ウォームなどの種類に分かれる。

平歯車

カム

カムは回転する運動を直線する運動に変更することができる。モーターなどの回転軸に取付けられて使われる。回転運動から直線運動へ、または、その逆に運動の種類を変えることができるため、いろいろなところで使用される。

ベルト・チェーン

ベルトやチェーンとは、複数の歯車が密接した状態で使わないといけないことに対して、軸が離れている場合に用いられる機械要素である。自転車やベルトコンベアーなどで使用される。より強く、より速く力を伝えることが求められるとともに、正確さ（安全性）も求められる。

カップリング

カップリングは、2本の軸を連結して動力を伝える部品であり、軸ずれや振動を吸収する柔軟性のあるタイプと、高トルクに対応する剛性の高いタイプがある。例えば、フレキシブルカップリングやディスクカップリングなどがあり、ポンプやコンプレッサ、搬送装置などに利用される。

クラッチとブレーキ

クラッチは、動力の接続・遮断を任意に切り替える機構であり、自動車の変速機構や各種製造装置に使われる。摩擦クラッチや電磁クラッチなどが代表例である。一方、ブレーキは運動エネルギーを制動する役割を持ち、摩擦によって動力を吸収・停止させる。両者は運動の制御に欠かせない機械要素である。

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