スプライン結合は内側スプラインと外側スプラインで構成されます。内側スプラインと外側スプラインは両方とも多歯部品であり、内側円筒面のスプラインが内側スプライン、外側円筒面のスプラインが外側スプラインとなります。明らかに、スプライン接続は、平行キー接続を数値的に発展させたものです。

1. スプラインの分類

市販されている一般的なスプライン軸の種類は大きく3種類に分けられます。 1つは工作機械や自動車、航空機などの機械に広く使用されている角形スプライン軸。もう 1 つのタイプはインボリュート スプライン シャフトです。これは主に高いセン​​タリング精度が要求され、負荷が大きく、寸法が大きいリンクに使用されます。 3 番目のタイプは三角スプラインで、薄肉部品の接続に使用されます。

2. スプラインの使用特性

使用上の特徴：スプライン接続は、構造形状や製造工程の違いにより、フラットキー接続と比較して、強度、加工、用途の点で次のような特徴があります。

より多くの歯と溝がシャフトとハブ穴に直接かつ均一に形成されるため、結合力は比較的均一になります。

溝が浅いため、歯元部での応力集中が比較的小さく、シャフトやハブの強度低下が少なく、耐久性にも優れています。

歯の数が多く、総接触面積が大きいため、より大きな荷重に耐えることができます。

シャフト上のコンポーネントとシャフト間の位置合わせが良好であることは、高速で精密な機械にとって重要です。

動的な接続には適切なガイダンスが重要です。

研削方法を使用して、加工精度と接続品質を向上させることができます。

製造プロセスは複雑で、場合によっては専用の設備が必要となるため、コストが高くなります。

適用シーン：高いセンタリング精度が要求される接続、大きなトルクを伝達する接続、またはスリップが頻繁に発生する接続。

市場に流通しているスプラインシャフトの多くは40Cr材料で作られており、表面硬度はHRC45～50が要求され、熱処理が必要となります。

3. ボールスプライン

ボールスプラインは、スプライン軸の外筒内にボールを取り付け、精密に研削された転動溝で転造機の伝達トルクを平滑化します。独自の接点設計により接触角を大きく(40°)、高感度なだけでなくハンドリング性も大幅に向上しました。過大な振動や衝撃負荷がかかる環境、高い位置決め精度が要求される環境、高速スポーツパフォーマンスが求められる環境などでも効果を発揮します。同時に、リニアボールベアリングの代わりに使用した場合でも、同じ軸径によりボールスプラインの定格荷重はリニアレールベアリングの10倍以上となり、非常にコンパクトになります。片持ち荷重やトルク等が作用しても安全に使用でき、耐久性が高いです。

ボールスプラインの利点について詳しく説明します

高耐荷重：ボールの転動溝は精密に研削加工され、ゲーテ式40°角接触を採用しています。接触角が大きいため、ラジアル方向、トルク方向ともに負荷容量が大きくなります。

回転方向すきまゼロ：接触角40°の相対ボールベアリングを2～4列使用し、スプライン外筒とスプラインを組み合わせ、予圧方法を調整することで回転方向すきまをゼロにします。回転方向ゼロ。

高感度：鋼球接点の特殊設計により、高剛性に加えて感度が向上し、容量の無駄を削減できます。

高剛性：接触角が大きいため剛性が高く、状況に応じて適切な予圧をかけることで高いトルク剛性とトルク剛性を実現します。

組立が簡単：特殊設計により、スプライン外筒がスプライン軸から速やかに外れ、鋼球が脱落しません。そのため、組立、保守、点検が容易です。

4. スプライン軸の加工方法

スプラインシャフトにはシャフトの外面に長手方向のキー溝があり、シャフトの回転部品にも対応するキー溝があり、シャフトとの同期回転を維持します。回転中に、ギアボックス内のギアをシフトするなど、シャフト上で縦方向のスライドを実行できるものもあります。スプライン軸の加工方法には、主に転造、フライス、研削などの切削加工と、冷間スタンピング、冷間圧延などの塑性加工方法があり、加工方法は多岐にわたります。

転がり切削方式：スプラインホブを使用し、創成方式に応じてスプライン軸フライス盤または歯車ホブ盤で加工します。

フライス加工方法: 汎用フライス盤で、専用の成形用フライスを使用して歯の間の輪郭を直接フライス加工し、インデックスヘッドを使用して歯を分割して 1 つずつフライス加工します。成形フライスを使用しない場合は、2 つのディスク フライスを使用して歯の両面を同時にフライス加工することもできます。各歯をフライス加工した後、ディスクフライスカッターを使用して底部の直径をわずかに調整できます。

研削方法：総形砥石を使用し、スプライン軸研削盤でスプライン歯の側面と底面の径を研削します。