A-20

3. 軸受荷重の計算

NTN

3．軸受荷重の計算

軸受荷重を算定するためには，軸受が支持している軸系

に作用している荷重を決定する必要がある。軸系に作用する

荷重には，回転体の自重，機械が仕事をするために生じる荷

重及び動力伝達による荷重などがあり，これらは理論的に数

値計算できるものもあるが，計算が困難な場合も多い。

軸受の主要な用途である動力伝達軸について，作用する

荷重の計算方法を示す。

3.1 軸系に作用する荷重

3.1.1 荷重係数

実際に軸受が使用されている機械では，振動・衝撃など

により，理論的に計算された軸荷重より通常は大きくなる。

したがって，表3.1に示す荷重係数を乗じて軸系に作用する

実際の荷重を求めることが多い。軸系に作用する荷重は式

（3.1）で求められる。

K

＝f

w

・K

c

………………………………………………（3.1）

ここで，

K

：軸系に作用する実際の荷重 N（

kgf

）

K

c

：理論的な計算値 N（

kgf

）

f

w

：荷重係数（表3.1）

図3.1 平歯車に作用する荷重

K

s

K

t

図3.2 はすば歯車に作用する荷重

K

t

K

a

K

s

図3.3 歯車のラジアル合成力

K

t

K

r

K

s

D

p

表3.1 荷重係数 f

w

使 用 箇 所 

衝撃の種類 

強い衝撃の 
ある場合 

軽い衝撃の 
ある場合 

ほとんど衝撃 
のない場合 

電機機械，工作機械，計器類 

鉄道車両，自動車，圧延機，金属機械， 
製紙機械，ゴム機械，印刷機械， 
航空機，繊維機械，電装品，事務機械 
 
粉砕機，農業機械，建設機械，物揚機械 

1.0∼1.2

1.2∼1.5

1.5∼3.0

f

w

3.1.2 歯車に作用する荷重

歯車に作用する荷重は，接線方向（K

t

），ラジアル方向

（K

s

）及びアキシアル方向荷重（K

a

）に分解できる。その大

きさ及び方向は歯車の種類によって異なる。ここでは，一般

に用いられる平行軸歯車及び交差軸歯車について，その計算

方法を示す。

（1）平行軸歯車に作用する荷重

平行軸に用いられる平歯車及びはすば歯車（ヘリカルギ

ヤ）にかかる荷重を図3.1∼図3.3に示す。その大きさは式

（3.2）∼式（3.5）により求めることができる。

19.1×10

6

・H  

1.95×10

6

・H

K

t

＝――――――――――

（

―――――――――

）

…………（3.2）

D

p

・n         

，

D

p

・n

K

s

＝K

t

・tanα（平歯車）……………………………（3.3a）

tanα

＝K

t

・ ―――――（はすば歯車）……………………（3.3b）

cosβ

K

r

＝

√￣￣￣￣

K

t

2

+K

s

2

…………………………………………（3.4）

K

a

＝K

t

・tanβ（はすば歯車） ………………………（3.5）

ここで，

K

t

：歯車の接線方向荷重（接線力）N（

kgf

）

K

s

：歯車のラジアル方向荷重（分離力）N（

kgf

）