装備
歯車は、切削歯、または歯車または歯車の場合は挿入された歯 (歯車と呼ばれる) を備えた回転する円形の機械部品であり、別の (互換性のある) 歯付き部品と噛み合ってトルクと速度を伝達 (変換) します。 歯車の動作の基本原理は、てこの基本原理に似ています。 歯車は非公式に歯車とも呼ばれます。 ギア付きデバイスは、動力源の速度、トルク、方向を変更できます。 異なるサイズのギアは、ギア比を通じてトルクに変化をもたらし、機械的な利点を生み出すため、単純な機械とみなされる場合があります。
ギアの利点
ギヤトレインを使用することにより、最小限のスペースで大きな速度比が得られます。
シャフトの短い中心距離にわたって運動を伝達するために使用されます。
歯車システムを使用すると、非平行に交差するシャフト間で運動を伝達できます。
ギアは機械的に強いため、より高い荷重を持ち上げることができます。
大幅な減速やトルクの伝達に使用されます。
これらはポジティブドライブに使用されるため、速度比は一定に保たれます。
大型HFの伝送にはギヤを使用
ギヤは潤滑のみで済むため、メンテナンスの手間が軽減されます。
長寿命なので、歯車装置が非常にコンパクトです。
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歯車の種類
歯車の種類は以下の通りです
内歯車
これらのピニオンホイールは外側の歯車と組み合わせて使用され、シリンダーとコーンの一部に歯が刻まれています。 これらは、遊星歯車ドライブやシャフトの歯車タイプの接続に使用されます。 このタイプの歯車には欠点が 1 つあります。それは、インボリュートやトロコイドなどのインピーダンスにより、内側と外側の歯車の数が変化するため、これらの歯車を管理する必要があることです。
マイタギア
速度比が1の鋭い歯車をマイタギアと呼びます。 速度を変えずに動力伝達の方向を切り替えるために使用されます。 マイタギヤにはスパイラルマイタギヤとストレートマイタギヤがあります。 スパイラルマイタギヤはアキシアル方向にスラスト力を発生させるため、スラスト軸受を考慮して使用する必要があります。 標準の 90 度以外のシャフト角度を持つマイター ギアは、角度付きマイター ギアと呼ばれます。
ウォームギア
ウォームとウォーム ホイールは、この種の歯車の 2 つの部分です。 ウォームはネジ状のカットシャフトで、相手歯車はウォームホイールです。 さまざまな素材を使用することにより、表面が互いに滑り、接触する際の摩擦が少なくなります。 ウォームは硬い材料で作られていますが、ウォームホイールは柔らかい材料で作られています。
スクリューギア
ねじ歯車は、ねじれ角が 45 度の非平行な疑似シャフトに取り付けられた 2 つの同一回転はすば歯車です。 耐荷重性に劣り、歯当たりが点となるため大きな動力の伝達には適しません。 ねじ歯車は歯面の滑りによって動力を伝達するため、潤滑が重要です。 歯の可能な組み合わせに制限はありません。
スパイラルベベルギヤ
歯線が曲がったかさ歯車はスパイラルかさ歯車として知られています。 歯のかみ合い率が高いため、効率、強度、振動、騒音の点で真っ直ぐかさ歯車よりも優れています。 ただし、作成するのはさらに困難です。 さらに、湾曲した歯は軸方向にスラスト応力を与えます。 ゼロベベルギヤは、ねじれ角が最も小さいスパイラルベベルギヤです。
ベベルギア
かさ歯車は円錐のように見え、一点で交差する 2 つのシャフト (交差シャフト) 間で力を伝達するために使用されます。 かさ歯車のピッチ面となるのは円錐であり、その円錐に沿って歯が削られています。 かさ歯車には、リニア ベベル ギヤ、ヘリカル ベベル ギヤ、マイタ ギヤ、アングル ベベル ギヤ、クラウン ギヤ、ハイポイド ギヤなどがあります。
ギアラック
ギアラックは、水平面または真っ直ぐなロッドに沿って等間隔に配置された、均一なサイズと形状の歯のセットです。 ギヤラックは、円筒半径が無限ピッチの円筒形のギヤです。 球面歯車ピニオンと噛み合うことで回転運動を直線運動に変換します。 まっすぐな歯のラインを特徴とするギヤラックには、直口ラックとヘリカル歯ラックの 2 種類があります。 ギアラックの端をフライス加工することにより、ギアラックを端から端まで接合することが可能です。
平歯車
平歯車は、歯線が直線で軸に平行な円筒形の歯車で、平行軸歯車グループのサブセットです。 歯車は精度が高く、製造が容易な平歯車が最も多く使われています。 アキシアル荷重（スラスト荷重）がかからない特長があります。 噛み合う2つのうちの大きい方をギア、小さい方をピニオンと呼びます。
はすば歯車
はすば歯車は、平歯車と同様に、平行軸を使用した、曲がりくねった歯線を持つ円筒形の歯車です。 平歯車よりも静粛性が高く、歯の噛み合いが良好で、より重い重量を伝達できるため、高速用途に役立ちます。 はすば歯車を使用する場合、軸方向にスラスト力が発生するためスラスト軸受が必要です。 はすば歯車には右ねじれと左ねじれがあるため、かみ合うペアには反対向きの歯車が必要です。
ダブルはすば歯車
ダブルはすば歯車は、はすば歯車の一種で、2つのはすば面が空間を隔てて並んでいます。 各面のねじれ角は同一ですが、逆になっています。 ダブルヘリカルギアセットを使用することにより、スラスト負荷が排除され、歯の重なりがさらに増加し、よりスムーズな動作が可能になる可能性が高まります。 はすば歯車と同様に、密閉歯車駆動装置でもツインはすば歯車が使用されることがあります。
なぜ歯車が必要なのか
歯車は、ある軸から別の軸に回転を伝達するための非常に重要な装置です。 したがって、ギアはシャフトの出力速度を調整できます。 毎分 100 回転で回転するモーターがあり、それを 50 回転でのみ回転させたいとします。ギヤ システムを使用して速度を減速し、出力シャフトがエンジン速度の半分で回転するようにすることができます。
さらに、歯車はその歯によってシャフトの動きと力をより細かく、より個別に制御できるため、高負荷環境で広く利用されています。 たとえば、一連の歯車の 2 番目の歯車の歯数が最初の歯車よりも多い場合、最初の歯車よりも遅く回転しますが、より大きな力で回転します。 この点において、ギアはほとんどのプーリー システムよりも優れています。
2 つの歯車が噛み合うと、2 番目の歯車は反対方向に回転します。 たとえば、後輪駆動車の後車軸の中心にあるギアボックスは、ドライブシャフトの動力を 90 度変換して後輪を回転させるために、円錐形のかさ歯車を採用しています。
歯車に使用される材質
歯車に使用される一般的な材料には次のものがあります。
鋼鉄- 歯車にはさまざまな種類の鋼が非常に一般的に使用されています。 例としては、炭素鋼、合金鋼、肌焼き鋼などが挙げられます。 スチールは耐久性があり、強度があり、重い荷重に耐えることができます。
鋳鉄- ねずみ鋳鉄も、一部の歯車用途では一般的な材料です。 強くて耐摩耗性があります。
ナイロン- 軽量化や騒音低減が重要な場合には、ナイロンまたはその他のプラスチック/ポリマー製ギアが使用されることがあります。 自己潤滑性があります。
アルミニウム- 軽量アルミニウムギアは、重量が主な懸念事項である場合に使用できます。 アルミニウム合金は強いですが、用途によっては鋼ほど長持ちしない場合があります。
真鍮- 歯車に使用される場合もあります。 真鍮は鋼よりも耐食性があり、自己潤滑性があります。 しかし、鋼鉄ほどの強度はありません。
複合材料- 繊維強化プラスチックやその他の複合材料は、特定の歯車用途で人気が高まっています。 強度と耐摩耗性を考慮して設計できます。
セラミックス- 炭化ケイ素のような高度なセラミック材料は、優れた硬度と耐摩耗性を提供しますが、非常に脆いです。 過酷な環境で使用されます。
金属基複合材料- 金属の強度とセラミックの硬度/耐食性を兼ね備えたセラミックで強化された合金が含まれます。
歯車設計の特徴
歯車は、幅広い業界や用途に合わせて、さまざまな設計、構造、構成で入手できます。 これらのさまざまな特性により、歯車を次のようないくつかの異なる方法で分類および分類できます。
歯車の形状
● 歯車の歯の設計と構造
●ギヤ軸構成
●ギヤ形状
ほとんどの種類の歯車は円形です。つまり、円形の面を備えた円筒形の歯車本体の周りに歯車の歯が配置されていますが、一部の非円形歯車も使用できます。 これらの歯車は、楕円形、三角形、四角形の面を特徴としています。
円形ギアを使用するデバイスおよびシステムでは、回転速度とトルクの両方で表されるギア比 (つまり、入力に対する出力の比) が一定になります。 ギア比が一定であるということは、同じ入力 (速度またはトルク) が与えられた場合、デバイスまたはシステムが一貫して同じ出力速度とトルクを提供することを意味します。
一方、非円形歯車を使用するデバイスやシステムでは、速度比とトルク比が変化します。 可変速度とトルクにより、非円形歯車は、出力速度の交互の増減、多段速度、逆転動作など、特殊または不規則な動作要件を満たすことができます。 さらに、ギア ラックなどのリニア ギアは、駆動ギアの回転運動を従動ギアの並進運動 (または並進運動と回転運動の組み合わせ) に変換できます。
歯車の歯は歯とも呼ばれます。そのため、歯車は歯車というやや古風な用語で呼ばれることもあります。 前のセクションでは歯車本体の全体的な形状に基づいて歯車を分類しましたが、このセクションでは歯 (歯) の設計と構造に関する特徴について説明します。 歯車の歯には、次のような一般的な設計と構造のオプションがいくつかあります。
●歯の構造
●歯の配置
●歯形
●歯車の歯の構造
ギアの構造に応じて、ギアの歯はギア ブランクに直接切り込まれるか、別個の成形コンポーネントとしてギア ブランクに挿入されます。 ほとんどの用途では、ギアが疲労したら、ギア全体を交換できます。 ただし、個別の歯コンポーネントを備えたギアを使用する利点は、ギアコンポーネント全体を交換するのではなく、それぞれの歯が疲労したときに個別に交換できることです。 この機能は、個々の歯車が完全な歯車に比べて低コストで入手できるため、長期にわたる歯車交換の全体的なコストを削減するのに役立ちます。 さらに、それは
特殊なギア、カスタムのギア、またはその他の方法で見つけるのが難しいギア本体を保持および保存することができます。
ギアの歯の配置
歯車の歯は、歯車本体の外面または内面に切削または挿入されます。 外歯歯車では、歯は歯車本体の外面に配置され、歯車の中心から外側を向いています。 一方、内歯車では、歯は歯車本体の内面に配置され、歯車の中心に向かって内側を向いています。 かみ合ったペアでは、各ギア本体のギア歯の配置が被駆動ギアの動きを大きく決定します。
嵌合ペアの両方の歯車が外付けタイプの場合、駆動歯車と従動歯車 (およびそれぞれのシャフトまたはベース コンポーネント) は反対方向に回転または移動します。 アプリケーションで入力と出力が同じ方向に回転または移動する必要がある場合、通常、従動ギアの回転方向を変更するためにアイドラ ギア (つまり、駆動ギアと従動ギアの間に配置されたギア) が使用されます。
噛合する歯車ペアの一方が内歯歯車、もう一方が外歯歯車の場合、駆動歯車と従動歯車は両方とも同じ方向に回転します。 このタイプのギアペア構成により、駆動ギアと従動ギアで同じ回転方向が必要な用途でアイドラギアが不要になります。 さらに、内外歯車ペアを使用する構成は、歯車とそのシャフトまたはベースコンポーネントを、同等の外歯車のみのペアよりも近くに配置できるため、限られたスペースの用途に適しています。
歯車の歯形とは、歯車の歯の断面形状を指し、速度比や経験される摩擦など、歯車のさまざまな性能特性に影響を与えます。 歯車の設計と製造に使用できる歯形は多数ありますが、主にインボリュート、トロコイド、サイクロイドの 3 種類の歯形が使用されます。
インボリュート歯車の歯は、円のインボリュート曲線で指定される形状に従います。インボリュート曲線は、基礎円に接する仮想線が円周に沿って転がるときに、その終点によって形成される軌跡です。 業界全体で、製造の容易さと動作の滑らかさの両方の理由から、製造される歯車の大部分はインボリュート歯形を採用しています。 他のプロファイルと比較して、インボリュートプロファイルは曲線が少ないため、インボリュート歯車の歯の製造が簡単になり、その結果、必要な製造設備が安くなり、全体の生産コストが削減されます。 インボリュート歯の利点は、歯車の噛み合い全体を通じて圧力角が一定であること、およびトルクと速度の歯車比の一定性に影響を与えることなく歯車中心の間隔の変動を許容できることです。 圧力角が一定であるため、インボリュート歯車は他の歯形の歯車よりもスムーズに回転することができ、変動の許容差により、歯車の設計仕様内でより高い柔軟性が得られます。
線が円の円周に沿って転がるインボリュート曲線とは異なり、トロコイド曲線は、円が転がるときに、与えられた半径 (r) の円の中心から一定の距離 (a) の点によって形成される軌跡です。直線。 トロコイドは、サイクロイドを含む曲線の一般的なカテゴリです。
●
● a=r の場合、形成される曲線はサイクロイドです
● if a>r の場合、形成される曲線は長円形サイクロイドです
インボリュート歯車の歯形と比較して、これらの歯形は、特殊な用途での使用を除いて、歯車の設計や製造に使用されることはほとんどありません。 たとえば、トロコイド歯車はポンプに、サイクロイド歯車は圧力送風機や時計によく使用されます。 用途は限られていますが、トロコイドおよびサイクロイド プロファイルには、歯の耐久性の向上や干渉の排除など、インボリュート プロファイルに比べていくつかの利点があります。
ギア軸の構成
歯車の軸構成とは、歯車シャフトがそれに沿って配置され、その周りを歯車が回転する軸の互いの方向を指します。 歯車で採用される主軸構成は 3 つあります。
●パラレル
● 交差する
●非平行、非交差
平行歯車構成
名前が示すように、並列構成には、同一平面内の平行軸上の回転シャフトに接続されたギアが含まれます。 駆動軸（および駆動歯車）の回転は、従動軸（および従動歯車）の回転方向と逆方向であり、通常、動力および運動の伝達効率が高い。 平行構成を採用する歯車の種類には、平歯車、はすば歯車、内歯車、およびラックアンドピニオン歯車の一部の変形などがあります。
交差するギア構成
交差構成では、ギア シャフトは同じ平面内の交差する軸上にあります。 並列構成と同様に、この構成は一般に伝送効率が高くなります。 かさ歯車 (マイター、ストレートかさ歯車、スパイラルかさ歯車を含む) は、交差構成を採用する歯車のグループの 1 つです。 交差するギアペアの一般的な用途には、動力伝達システム内の運動方向の変更が含まれます。
非平行、非交差のギア構成
非平行、非交差構成のギアペアは、交差する (つまり平行ではない) 軸上に存在するシャフトを持ちますが、同一平面上には存在しません (つまり、交差しません)。 平行構成や交差構成とは異なり、この構成は一般に動きと動力伝達効率が低くなります。 非平行で交差しない歯車の例としては、ねじ歯車、ウォーム歯車、ハイポイド歯車などがあります。
業界の専門家や調達代理店が特定の用途向けにギアを設計および選択する際に考慮できるオプションは、上記の設計特性以外にもいくつかあります。 考慮されるその他の特性には、構造材料、表面処理、歯の数、歯の角度、潤滑剤の種類と潤滑方法が含まれます。
さまざまな用途に最適なギアタイプを選択する方法についてヒントをいただけますか?
これは、私のチームと私が毎日遭遇する一般的な質問です。 本当の答えは、どのギアタイプもギアの形状と噛み合いの特性に基づいて独自の利点を提供するということです。
用途に適したギアのスタイルを見つけるには、どのギアのタイプがシステムのシャフトの向きに適合するかを最初に考慮する必要があります。 可能性は次のとおりです。
● 平行軸
● 交差する軸
● 非平行および非交差の軸
すべてのソリューションは常にアプリケーション固有であるため、次の情報を確立する必要があります。
●回転数/ギア比
● 負荷/トルク/デューティサイクル要件
● 動作環境
● 住居制限
● 目標価格
何が必要かを完全に理解したら、アプリケーションの特定のパラメーターに基づいた適切なソリューションを提供できます。 平歯車/はすば歯車は、幅広い歯形状が利用可能であり、多くの機構に適用できる柔軟性があるため、最も一般的に使用されることに注意することが重要です。 たとえば、2 つの平歯車が平行軸機構で噛み合って、運動の伝達と方向の反転が可能になったり、ピニオンがラックとかみ合って回転運動を直線運動に変換したり、最後に平歯車を歯車の一部として使用したりできます。内歯車と噛み合って増速機または減速機として使用される遊星歯車機構。
私たちの工場
当社の工場は2000年に設立され、2010年に外国貿易会社である天津大内達伝動機械貿易有限公司を設立しました。当社の工場には、製品の生産を効率的に完了するための高度で精密な設備があります。
よくある質問
Q: 歯車の目的は何ですか?
Q: 日常生活における歯車の例は何ですか?
Q: 歯車の 3 つの主な用途は何ですか?
Q: 歯車は車輪ですか?
Q：7種類のギアとは何ですか？
Q：どのギアが一番硬いですか？
Q: ギアには主に 4 種類ありますか?
Q: 歯車を使用するテクノロジーは何ですか?
Q：歯車とは何ですか？
Q: ギアはどのようなものですか?
Q: どのギアが一番速く回転しますか?
Q: どのギアが最も遅く回転するか、その理由を説明してください。
Q: サイクルのギアの目的は何ですか?
Q: 歯車の 4 つの機能とは何ですか?
Q: 高速に使用するギアはどれですか?
Q: ギア システムによって変更できる点を 2 つ挙げてください。
Q: 歯車は物理的にどのように機能しますか?
Q: 歯車の理論とは何ですか?
Q: 歯車はなぜ噛み合わなければならないのですか?
Q: かさ歯車はどのように機能しますか?