交差軸歯車

12 歯車に働く力

12.2 交差軸歯車

軸角が90度でかみ合うかさ歯車の場合、駆動歯車の軸方向力と被動歯車(相手歯車)の半径方向力は等しくなります。同様に駆動歯車の半径方向力と被動歯車(相手歯車)の軸方向力は等しくなります。

Fx1 = Fr2
Fr2 = Fx1
(12.1)
(1)すぐばかさ歯車(ゼロールかさ歯車)
すぐばかさ歯車の歯に働く力を図12.3に示します。
図12.3 すぐばかさ歯車の回転方向と歯に働く力
(2)まがりばかさ歯車
まがりばかさ歯車の場合、かみ合い歯面(凸歯面/凹歯面)により歯に働く力が異なります。歯車のねじれ方向、回転方向、及びかみ合い歯面の関係を表12.5 に示します。
まがりばかさ歯車の歯に働く力を図12.5 に示します。マイナスの軸方向力(スラスト)は、相手歯車に接近する方向のスラストです。このマイナスのスラストも確実に受ける軸受の設計をしてください。軸方向のガタ(遊び)が大きい場合、ゼロバックラッシのかみ合いになることがあります。
表12.3 計算例(はすば歯車)
番号
仕様
記号
単位
計算式
計算例
小歯車
大歯車
1
正面モジュール
mt
mm
設定値
2
2
正面圧力角
αt

20°
3
歯数
z
-
20
40
4
ねじれ角
β

21.5°
5
入力トルク
T1
N・m
2
-
6
歯直角圧力角
αn

tan-1(tanαt cosβ)
18.70838°
7
基準円直径
d
mm
zmt
40
80
8
接線力
Ft
N
100.0
9
軸方向力
Fx
Ft tanβ
39.4
10
半径方向力
Fr
36.4
11
出力トルク
T2
N・m
-
4
表12.4 計算例(すぐばかさ歯車)
番号
仕様
記号
単位
計算式
計算例
小歯車
大歯車
1
軸角
Σ

設定値
90°
2
モジュール
mt
mm
2
3
圧力角
α

20°
4
歯数
z
-
20
40
5
歯幅
b
mm
15
6
入力トルク
T1
N・m
1.6646
-
7
基準円直径
d
mm
zm
40
80
8
基準円すい角
δ1・δ2

26.56505
63.43495
9
中央基準円直径
dm
mm
d - b sinδ
33.292
66.584
10
接線力
Ft
N
100.0
11
軸方向力
Fx
Ft tan αsinδ
16.3
32.6
12
半径方向力
Fr
Ft tan αcosδ
32.6
16.3
13
出力トルク
T2
N・m
-
3.329
図12.4 まがりばかさ歯車の凸歯面と凹歯面
表12.5 かみ合い歯面
駆動歯車
被動歯車
ねじれ方向
回転方向
かみ合い歯面
かみ合い歯面
回転方向
ねじれ方向
L
CW


CCW
R
CCW


CW
R
CW


CCW
L
CCW


CW
Σ=90°、αn = 20°、βm = 35°、z2/z1 <1.57357
Σ=90°、αn = 20°、βm = 35°、z2/z1 ≧1.57357
図12.5 まがりばかさ歯車の回転方向と歯に働く力
表12.6 計算例(まがりばかさ歯車)
番号
仕様
記号
単位
計算式
計算例
小歯車
大歯車
1
軸角
Σ

設定値
90°
2
正面モジュール
mt
mm
2
3
歯直角圧力角
αn

20°
4
歯数
z
-
20
40
5
中央ねじれ角
βm

35°
6
歯幅
b
mm
15
7
入力トルク
T1
N・m
1.6646
-
8
基準円直径
d
mm
zm
40
80
9
基準円すい角
δ1・δ2

26.56505
63.43495
10
中央基準円直径
dm
mm
d - b sinδ
33.292
66.584
11
接線力
Ft
N
100.0
かみ合い歯面
凸歯面
凹歯面
12
軸方向力
Fx
N
-42.8
71.1
13
半径方向力
Fr
71.1
-42.8
かみ合い歯面
凹歯面
凸歯面
14
軸方向力
Fx
N
82.5
8.4
15
半径方向力
Fr
8.4
82.5
16
出力トルク
T2
N・m
-
-
3.329
こちらの技術資料は冊子カタログ3013(2015年)当時のデータであり、一部データが古い場合があります。
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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