焼ばめ・冷やしばめ温度計算

締め代と線膨張係数から、焼ばめに必要なハブの加熱温度、冷やしばめに必要な軸の冷却温度、または両者の組み合わせを計算し、温度別の直径を表とグラフで示します。ベアリング、歯車、ブシュの焼ばめ向けです。

使い方

1. 「焼ばめ・冷やしばめ」で「基準直径 d」「締め代 δ（直径基準）」「組立すきま c」「室温 T0」を入力します。
2. 「穴（ハブ）の材料」と「軸の材料」を選ぶと、線膨張係数に代表値が入ります。値は書き換えられます。
3. 「方法」で「ハブを加熱」「軸を冷却」「加熱と冷却」のいずれかを選び、温度、冷却媒体の判定、「温度別の直径」の表とグラフを確認します。
4. 「温度による寸法変化」で長さまたは直径、材料、温度を入力すると ΔL が求まります。

計算方法と補足

• ΔT = (δ + c) ÷ (α × d)。ハブは穴径 d − δ、軸は d を基準にし、L(T) = L0 × (1 + α × (T − T0)) です。α は µm/m·K（10⁻⁶/K）で入力します。
• 表の線膨張係数は室温付近の代表値で、合金や温度範囲によって ±10 % 程度異なります。到達可否はドライアイス −78.5 °C と液体窒素 −196 °C で判定します。
• 線膨張のみを計算します。温度の不均一、接触面圧、はめあい応力は扱いません。

よくある質問

焼ばめの温度はどのように計算しますか？

ΔT = (締め代 + すきま) ÷ (線膨張係数 × 直径) です。直径 50 mm の鋼製ハブで締め代 0.05 mm、すきま 0.02 mm なら 0.07 ÷ (11.7 × 10⁻⁶ × 49.95) ≈ 120 K となり、20 °C から約 140 °C まで加熱します。

組立すきまはどのくらい取ればよいですか？

直径の 0.0005〜0.001 倍程度、直径 50 mm なら 0.025〜0.05 mm です。

軸の冷却だけで組み付けられますか？

鋼製の軸はドライアイスで直径の約 0.11 %、液体窒素で約 0.25 % 縮みます。締め代がそれより大きい場合はハブの加熱も併用する必要があります。

アルミニウム製ハブに鋼製の軸を入れる場合は何が変わりますか？

アルミニウムは鋼の約 2 倍膨張するため（23 に対して 11.7 µm/m·K）、ハブの温度上昇は半分程度で済みます。使用温度が高くなると締め代は減るので、「温度による寸法変化」タブで確認してください。