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歯車初級編
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Home | KHK歯車大学 | 歯車技術資料 | 歯車技術資料(HTML版) | 歯車の寸法計算 | 平歯車

4 歯車入門編
歯車の寸法計算

平歯車
(1)標準平歯車
図4.1に標準平歯車のかみあいを示しました。
標準平歯車においては、互いの基準円が接する状態でかみあいます。
表4.1には標準平歯車の計算を示します。
図4.1 標準平歯車のかみあい
(α=20°、z 1=12、z 2=24、x 1=x 2=0)

下記計算は、歯車計算ソフト GCSW for Webで簡単に計算できます。→こちら

表4.1 標準平歯車の計算

番号 計算項目 記号 計 算 式 計 算 例
小歯車(1) 大歯車(2)
1 モジュール m
3
2 基準圧力角 α 20°
3 歯   数 z 12 24
4 中心距離 a
注1
54.000
5 基準円直径 d zm 36.000 72.000
6 基礎円直径 d b d 0 cosα0 33.829 67.658
7 歯末のたけ h a 1.00m 3.000 3.000
8 歯 た け h 2.25m 6.750 6.750
9 歯先円直径 d a d 0+2m 42.000 78.000
10 歯底円直径 d f d 0-2.5m 28.500 64.500
注1. 記号に添字1、2をつけることにより、小歯車と大歯車を区別するものである。
表4.1では、初めにモジュールm と歯数z 1z 2が決められていました。これとは異なり、初めにモジュールm と中心距離 a と速度比 i が決まっていて、歯数z 1z 2を計算するには表4.2によります。
表4.2 歯数の求め方
番号 計算項目 記号 計 算 式 計 算 例
1 モジュール m
3
2 中心距離 a 54.000
3 速 度 伝 達 比 i 1.25
4 歯数の和 z 1+z 2 36
5 歯   数 z 16 20
この例のように歯数がうまい具合に整数となって計算されるとは限りません。そんな時は歯車を転位したり、はすば歯車にすれば必要な速比に近い値を得ることが可能です。

(2)転位平歯車
図4.2には転位平歯車のかみあいを示しました。
この転位平歯車のかみあいにおいて大切なのは、かみあいピッチ円直径dwとかみあい圧力角αwです。
これらは、転位平歯車の中心距離a をもとに次の式にて簡単に求まります。
 
転位歯車はこのかみあいピッチ円が接するかたちでかみあいます。かみあいピッチ円上の圧力角がかみあい圧力角です。
表4.3には、初めに転位係数x 1x 2を決めて計算する方法を示します。この転位計算は、項げきc を0.25m に保つ考えに基づいています。
図4.2 転位平歯車のかみあい
(α=20°、z 1=12、z 2=24、x 1=+0.6、x 2=+0.36)
 

下記計算は、歯車計算ソフト GCSW for Webで簡単に計算できます。→こちら

表4.3 転位平歯車の計算(1)

番号 計算項目 記号 計算式 計算例
小歯車(1) 大歯車(2)
1 モジュール m
3
2 基準圧力角 α 20°
3 歯   数 z 12 24
4 転位係数 x 0.6 0.36
5 インボリュートαw invαw   0.034316
6 かみあい圧力角 αw インボリュート関数表から求める 26.0886°
7 中心距離修正係数 y 0.83329
8 中心距離 a 56.4999
9 基準円直径 d zm 36.000 72.000
10 基礎円直径 db d cosα 33.8289 67.6579
11 かみあい ピッチ円直径 dw 37.667 75.333
12 歯末のたけ ha1
ha2
(1+y -x 2)m
(1+y -x 1)m
4.420 3.700
13 歯 た け h {2.25+y -(x 1+x 2)}m 6.370
14 歯先円直径 da d +2ha 44.840 79.400
15 歯底円直径 df da -2h 32.100 66.660

この転位平歯車の計算において、x 1 = x 2 = 0 とすればこれは標準平歯車の計算になります。
計算表(1)の4番から8番までの計算項目を逆に計算するのが次に示す方法(2)です。
表4.4 転位平歯車の計算(2)
番号 計算項目 記号 計 算 式 計 算 例
1 中心距離 a
56.4999
2 中心距離修正係数 y 0.8333
3 かみあい圧力角 αw 26.0886°
4 転位係数の和 x 1+x 2 0.9600
5 転位係数 x
0.6000 0.3600
転位係数の和x 1 + x 2を各歯車の転位係数x 1x 2に分配する方法については、いろいろな方法が提案されています。たとえば、BSS(イギリス国家規格)とかDIN(ドイツ国家規格)などが有名ですが、ここではその説明は省略いたします。
この例では、小歯車(z 1 = 12)の切下げを防止し、歯先尖りにならない転位係数を適当に選んでいます。

(3)ラックと平歯車
ここではラックと平歯車のかみあいについてその計算方法を紹介します。
図4.3(1)には標準平歯車とラックのかみあいを示しました。このかみあいにおいて、標準平歯車の基準円はラックのピッチ線に接しています。
図4.3(2)に示した転位平歯車とラックのかみあいにおいては、転位平歯車の基準円とラックのピッチ線は転位量xm だけ離れてかみあっています。
表4.5にはラックとかみあう転位平歯車の計算を示します。転位なしの標準平歯車においては、x 1=0として計算すれば表4.5の式を使うことができます。

下記計算は、歯車計算ソフト GCSW for Webで簡単に計算できます。→こちら

表4.5 ラックとかみあう転位平歯車の計算

番号 計算項目 記号 計 算 式 計 算 例
平歯車 ラック
1 モジュール m
3
2 基準圧力角 α 20°
3 歯   数 z 12
4 転位係数 x 0.6
5 ピッチ線高さ H 32.000
6 かみあい圧力角 αw 20°
7 組立距離 a     51.800
8 基準円直径 d zm 36.000
9 基礎円直径 d b d cosα 33.829
10 かみあい部の
ピッチ円直径
dw 36.000
11 歯末のたけ ha m (1+x ) 4.800 3.000
12 全歯たけ h 2.25m 6.750
13 歯先円直径 da d +2ha 45.600
14 歯底円直径 df da -2h 32.100
ラックと平歯車のかみあいにおいて、平歯車1回転に対するラックの移動量は、基準ピッチの歯数倍です。
 
mz (4.2)
この移動量は、歯車の転位には影響されません。あくまでも、ラックの基準ピッチπm と平歯車の歯数z によって決まるものです。
図4.3(1) 標準平歯車とラックのかみあい
(α=20°、z 1=12、x 1=0)
図4.3(2) 転位平歯車とラックのかみあい
(α=20°、z 1=12、x 1=+0.6)

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最新情報は最新カタログでご確認下さいますよう、お願いいたします。


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