4-7 歯車

歯車の種類

歯車は、機械装置の中でも最もポピュラーな機械要素のひとつです。ここでは、一般的によく使われる歯車を紹介します。

• 平歯車

歯車の中で最もよく使われているのが、この「平歯車」です。製作コストが安くすみますが、かみ合う歯の数が少ないので、ひとつの歯にかかる負担が大きくなります。高速回転の場合、騒音が発生しやすいなどの欠点もあります。

• はすば歯車

この歯車は、軸に対して歯が斜めになっています。このため力を受ける面積が広くなり、同時にかみ合う歯の数も多いので、ひとつの歯にかかる負担も少なくなり、その分騒音も小さくなります。

• やまば歯車

歯の傾斜方向が正反対のはすば歯車を2つ組み合わせて、軸方向の力を打ち消そうとして作られたのが「やまば歯車」です。これは製作コストが高くつくので、タービンの減速措置など、限られた用途にしか使われません。

• 内歯車

「内歯車」は、「平歯車」の変形です。歯が円の内側に来ています。

• ラックとピニオン

棒状になっている方が「ラック」、丸い方が「ピニオン」です。このラックも平歯車の変形で、歯車の直径を無限大にして直線形に歯を配置したものです。回転運動を直線運動に、あるいは直線運動を回転運動に変換するときに使われます。

• すぐばかさ歯車

2つの歯車の軸が交差している場合に使います。歯筋が円錐の頂点に向かってまっすぐになっている、つまり「すぐば」になっている「かさ歯車」という意味です。

• まがりばかさ歯車

かさ歯車の歯が斜めのものを「まがりばかさ」といいます。動力伝達能力を向上させたいときに使います。

• ねじ歯車

2つの歯車の軸が互いに交差しなくて、食い違っている場合の回転を伝えるときに使います。

• ウォームギア

ウォームギヤは、ウォームとウォームホイールで一対ですが、総称して「ウォームギヤ」と呼ばれています。 比較的小型で大きな減速比が得られるのが特徴です。

減速比

2つの軸の回転を伝達するときに、駆動側、つまり回転を伝える側と、被駆動側、回転を伝えてもらう側の回転数の比率のことで、「駆動側の回転数/被駆動側の回転数」で表されます。たとえば、「減速比 30」というと、駆動側の軸が30回転したときに、被駆動側の軸が1回転する(30/1=30)ということです。

歯車に関する用語の説明

○ インボリュート歯形

[ 歯形曲線 ] とは、歯車の歯の形状のことです。現在最も一般的な歯車の形状は、[ インボリュート歯形」です。これは、インボリュート曲線の一部を歯形として利用し たものです。インボリュート曲線とは、先端に鉛筆のついた糸を円筒に巻き付け、糸がピンと張った状態でほど いていった場合に、鉛筆が描く曲線のことです。

その他に「サイクロイド歯形」というものもあります。これは円周上を別の円が転がるときに、その円の一点が描く軌道、サイクロイド曲線を利用したものです。

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