マイターギアの利点と用途

マイターギアの違いについて調べたことがあるなら、ストレート歯とハイポイド歯のどちらを選ぶべきか迷っているかもしれません。しかし、決める前に、バックラッシュとは何か、そしてそれが何を意味するのかを理解しておくことが重要です。バックラッシュとは、歯先と歯底の差のことで、ギアの詰まりを防ぎ、噛み合うギアの表面を保護し、運転中の熱膨張を吸収する役割を果たします。

スパイラルベベルギア

スパイラルベベルギアは、効率向上とコスト削減を目的として設計されています。らせん状の形状により、歯が全長にわたってわずかに湾曲した形状となり、重負荷用途に最適です。スパイラルベベルギアはハイポイドギアで、オフセットがありません。サイズが小さいため、他のタイプの直角ギアよりもコンパクトで、他のタイプのギアよりもはるかに静かです。
スパイラルベベルギアは、90度の角度で配置されたらせん状の歯が特徴です。歯にわずかなカーブを持たせた設計により、バックラッシュを低減しつつ柔軟性を高めています。オフセットがないため、運転中に滑ることもありません。また、バックラッシュが少ないため、高速回転用途に最適です。さらに、潤滑油をより広い範囲に分散させるために、歯の間隔も綿密に設計されています。精度も非常に高く、ロックナット機構により位置ずれを防ぎます。
CZPTは、ベベルギアの幾何学的設計に加え、スパイラルベベルギアの3Dモデルも作成できます。このソフトウェアは、世界中の多くの企業から広く注目を集めています。実際、5軸フライス盤の大手メーカーであるCZPTは、最近、スパイラルベベルギアモデルを使用して試作品を加工しました。これらの結果は、スパイラルベベルギアが精密加工から産業オートメーションまで、幅広い用途に使用できることを証明しています。
スパイラルベベルギアは、ハイポイドギアとも呼ばれます。ハイポイドギアは、ピッチ面が噛み合いギアの中心に位置していない点で、スパイラルベベルギアとは異なります。このギア設計の利点は、独自の特性を維持しながら大きな負荷に対応できることです。また、ベベルギアに比べて発熱量が少ないため、周囲の部品の効率に影響を与えることもありません。

ストレート歯のマイターギア

マイターギアは、ピッチ角が90度のベベルギアです。ギア比は1:1です。マイターギアには、ストレート歯とスパイラル歯のタイプがあり、商用グレードと高精度グレードの両方が用意されています。あらゆる機械用途に使える汎用性の高いギアです。以下に、マイターギアの利点と用途をいくつかご紹介します。このタイプのギアの基本原理を簡単に説明します。さらに詳しい情報については、続きをお読みください。
マイターギアを選ぶ際には、適切な材質を選ぶことが重要です。高負荷用途には、硬化処理を施した高炭素鋼が適していますが、低負荷用途にはナイロンや射出成形樹脂が適しています。特定のギアが損傷した場合は、形状が密接に関連しているため、セット全体を交換することをお勧めします。スパイラルカットのマイターギアも同様です。これらのギア製品は、正常に動作させるために、セットで交換する必要があります。
ストレートベベルギアは製造が最も容易です。初期の製造方法は、プレーナーにインデックスヘッドを取り付ける方法でした。RevacycleやConiflexシステムなどの現代的な製造方法により、製造プロセスはより効率的になりました。CZPTはこれらの新しい製造方法を採用し、特許を取得しています。しかし、従来型のストレートベベルギアは依然として最も一般的で広く使用されているタイプです。製造が最も簡単で、最も安価なタイプです。
SDP/Siは、高精度ギアの有力サプライヤーです。同社は、標準的なベベルギアに加え、特注のマイターギアも製造しています。また、黒色酸化処理や研磨仕上げの穴面・歯面も提供しています。これらのギアは、多くの産業用途や機械用途に使用できます。在庫から中量単位で入手可能で、ご要望に応じて部分的なサイズもご用意しています。さらに、特殊な用途向けに様々なサイズも取り揃えています。

ハイポイドベベルギア

ハイポイドベベルギアとヘリカルギアを使用する利点は明らかです。高速回転、低騒音、長寿命といった特長から、自動車用途に最適です。また、動力伝達およびモーションコントロール業界でも、このタイプのギアの人気が高まっています。標準的なベベルギアやヘリカルギアと比較して、トルク容量が大きく、高負荷でも低騒音で動作可能です。
ベベルギア/ハイポイドベベルギアの幾何学的寸法は、ANSI/AGMA/ISO規格を満たすために不可欠です。この記事では、ハイポイドベベルギアとヘリカルギアの寸法を付けるいくつかの方法について検討します。まず、ベベルギア/ヘリカルギアのペアの寸法を付ける際の共通基準面の制限について説明します。直線は、ギアとピニオンの両方の側面と平行であってはならず、「通常のバックラッシュ」を決定するために必要です。
第二に、ハイポイドギヤとヘリカルギヤは同じ角度ピッチを持つため、製造工程が容易になります。ハイポイドベベルギヤは通常、同じ角度ピッチを持つ2つのギヤで構成され、互いに適合するように組み立てられます。これにより、騒音と振動が低減され、動力密度が向上します。規格に従い、角度ピッチが一致しないギヤの使用は避けることをお勧めします。
第三に、ハイポイドギヤとヘリカルギヤは歯の形状が異なります。歯がより細長いため、標準ギヤとは異なります。外観はスパイラルベベルギヤやウォームギヤに似ていますが、形状が異なります。ヘリカルギヤは対称形状ですが、ハイポイドベベルギヤは非円錐形です。そのため、より高いギア比とトルクを生み出すことができます。

クラウンベベルギア

ベベルギアの幾何学的設計は非常に複雑です。相対的な接触位置と歯面形状のずれは、対になったギアの形状と歯のベアリングの両方に影響を与えます。さらに、対になったギアは、歯のベアリングとバックラッシュに影響を与えるプロセス関連のずれにも影響を受けます。これらの特性により、品質問題や生産コストを回避するために、狭い公差範囲を使用する必要があります。マイターギアの相対位置は、負荷や速度などの動作パラメータに依存します。
マイターギアシステム用のクラウンベベルギアを選定する際には、適切な歯形を持つものを選ぶことが重要です。クラウンベベルギアの歯形は大きく異なる場合があります。最も一般的なのは、ラジアルピッチとダイアメトラルピッチのコーン角です。歯のコーン角、または「ゼロ」角も重要なパラメータです。クラウンベベルギアの歯形は、平面から螺旋まで、幅広い種類があります。
マイターギア用のクラウンベベルギアは、高品質の素材で作られています。金属のほか、プラスチックや予硬化合金で作られることもあります。後者は、鋼鉄よりも安価で柔軟性があるため、好まれています。さらに、マイターギア用のクラウンベベルギアは非常に耐久性が高く、過酷な条件下でも耐えることができます。そのため、損傷したり摩耗した既存のギアの交換によく使用されます。
マイターギア用のクラウンベベルギアを選ぶ際には、両者の関係性を理解することが重要です。クラウンベベルギアはピニオンと1:1の速度比を持つため、マイターギアも同様です。クラウンベベルギアとマイターギアを比較する際には、ピニオンとピニオン上のリングの半径を必ず確認してください。

マイターギアの軸角度要件

マイターギアは、直角に交差する2本のシャフト間で動力を伝達するために使用されます。歯形はカトリックの司教が被るミトラ帽に似ており、ピッチと歯数も同一です。シャフトの角度要件は用途によって異なります。動力伝達用途の場合、マイターギアは差動機構でよく使用されます。動力伝達用にマイターギアを取り付ける場合は、取り付け角度の要件を把握しておく必要があります。
マイターギアの軸角度要件は設計によって異なります。最も一般的な配置は垂直ですが、軸はほぼ任意の角度に傾けることができます。マイターギアは、高精度かつ高強度であることでも知られています。ねじれ角は10度未満です。マイターギアの軸角度要件は多岐にわたるため、注文前に必要な軸角度の種類を把握しておく必要があります。
適切なピッチコーン角を決定するには、まず設計するギアの軸を決定します。この角度をピッチコーン角と呼びます。ギアとピニオンの角度は少なくとも90度である必要があります。また、軸ベアリングは大きな力に耐えられるものでなければなりません。マイターギアは、大きな力に耐えられるベアリングで支持する必要があります。マイターギアの軸角度の要件は、用途によって異なります。
工業用途では、マイターギアは通常、普通炭素鋼または合金鋼で作られています。材質によっては耐久性が高く、より高速回転に耐えられるものもあります。商業用途では、騒音制限が重要になる場合があります。ギアは過酷な環境や機械の重負荷にさらされる可能性があるためです。一部のタイプのギアは、歯が欠けていても機能します。ただし、マイターギアを注文する前に、シャフト角度の要件を必ず確認してください。

編集者：CX 2023-06-08