ベベルギアの種類

ベベルギアは、様々な産業で使用されています。ホイール式掘削機、浚渫機、コンベアベルト、製粉機のアクチュエータ、鉄道伝動装置などに用いられています。ベベルギアの螺旋状または角度付きのベベルは、狭い場所での使用に適しています。また、ロボットや圧延機の垂直支持部にも使用されています。食品加工プロセスでもベベルギアを使用できます。ベベルギアの詳細については、続きをお読みください。

スパイラルベベルギア

スパイラルベベルギアは、90度の角度で配置された2つのシャフト間で動力を伝達するために使用されます。歯は湾曲または斜めにカットされており、様々な金属で製造できます。Bestagearは、中型から大型のスパイラルベベルギアを専門とするメーカーです。これらのギアは、鉱業、冶金、海洋、石油などの分野で使用されています。スパイラルベベルギアは通常、鋼、アルミニウム、またはフェノール樹脂で作られています。
スパイラルベベルギアには多くの利点があります。噛み合う歯によって、力の伝達がスムーズになります。非常に耐久性が高く、長持ちするように設計されています。また、他の直角ギアよりも安価です。さらに、ペアで製造されるため、寿命が長くなる傾向があります。スパイラルベベルギアは、他のギアに比べて騒音や振動も低減します。したがって、新しいギアセットが必要な場合は、スパイラルベベルギアが最適な選択肢です。
スパイラルベベルギアの歯面同士の接触は、歯面に沿って発生します。この接触は、ヘルツの弾性接触理論に従います。この原理は、接触面積の重要な寸法が小さく、表面の相対的な曲率半径が小さい場合に成り立ちます。この場合、ひずみと摩擦は無視できます。スパイラルベベルギアは、逆ヘリカルギアの一般的な例です。このギアは、鉱山機械でよく使用されます。
スパイラルベベルギアには、バックラッシュを吸収する機能も備わっています。この機能は、ギア表面の油膜の厚さを一定に保つのに役立ちます。軸の軸、取り付け距離、角度の誤差はすべて、スパイラルベベルギアの歯面接触に影響を与えます。バックラッシュを調整することで、これらの問題を修正できます。上記の公差は、ベベルギアによく見られるものです。場合によっては、メーカーは製造工程の後半で設計を微調整し、OEMのリスクを最小限に抑えます。

ストレートベベルギア

ストレートベベルギアは、最も製造しやすいギアの一つです。ストレートベベルギアの製造に用いられた初期の方法は、インデックスヘッドを備えたプレーナーを使用することでした。しかし、RevacycleシステムとConiflexの導入後、製造方法は改良されてきました。最新技術により、さらに高精度な製造が可能になりました。CZPTでは、これら2つの製造方法を採用しています。以下に、ストレートベベルギアの製造例をいくつかご紹介します。
ストレートベベルギアは、グリーソン法とクリンゲルンベルグ法の2種類のベベル面を用いて製造されます。このうち、グリーソン法が最も一般的です。他のタイプのギアとは異なり、CZPT法は普遍的な標準ではありません。グリーソン方式は、歯面のクラウニングを採用することで、わずかな組み立て誤差にも耐えられるギアを製造する最も効果的な方法であるため、より高品質なギアが得られます。また、歯の​​ベベルエッジにおける応力集中も解消されます。
ギアの構成は用途によって異なります。耐久性が求められる場合は、鋳鉄製のギアが使用されます。ピニオンは通常、ギア本体の3倍の硬度を持ち、摩耗のバランスを取るのに役立ちます。炭素鋼などの他の材料は安価ですが、耐腐食性は劣ります。慣性も考慮すべき重要な要素です。重いギアは逆回転や停止が難しくなるためです。精度要件としては、ギアのピッチや直径、圧力角などが挙げられます。
ストレートベベルギアのインボリュート形状は、多くの場合、表面に対する法線を変化させることによって計算されます。インボリュート形状は、表面座標と理論的な歯厚を組み込むことによって計算されます。CMM（三次元測定機）を使用すると、球面インボリュート面を用いて歯の接触パターンを決定できます。この方法は、ロールテスターのツールが利用できない場合に、歯の接触パターンを予測できるため有用です。

ハイポイドベベルギア

ハイポイドベベルギアは、効率的で汎用性の高い減速ソリューションです。コンパクトなサイズ、高効率、低騒音・低発熱、長寿命といった特長から、動力伝達およびモーションコントロール業界で広く採用されています。以下に、ハイポイドギアの利点と、なぜハイポイドギアを使用すべきかについて説明します。また、このギアタイプに関する主な誤解や誤った思い込みについても以下に挙げます。これらの思い込みは、最初は直感に反するように思えるかもしれませんが、このギアの本質を理解するのに役立ちます。
ハイポイドギヤの基本的な概念は、互いに交差しない2本のシャフトを使用することです。小さい方のギヤシャフトは大きい方のギヤシャフトからオフセットされており、干渉することなく噛み合い、互いにしっかりと支え合うことができます。その結果、従来のギヤセットと比較してトルク伝達が向上します。ハイポイドベベルギヤは、自動車の後車軸を駆動するために使用されます。これにより、機械設計の柔軟性が高まり、軸を自由に調整できるようになります。
最初のケースでは、双曲面カッターを目的の歯車に合わせることで、2つの物体の噛み合いが得られます。その幾何学的特性、向き、位置によって、目的の歯車が決まります。後者は、目的の歯車が無音である場合、または振動を低減する必要がある場合に使用されます。一方、双曲面カッターは、2つの歯付き物体と噛み合います。これは、騒音が懸念されるハイポイド歯車をモデル化するための最も効率的なオプションです。
ハイポイドベベルギアとスパイラルベベルギアの主な違いは、ハイポイドベベルギアの方がスパイラルベベルギアよりも直径が大きいことです。ハイポイドベベルギアは通常1:1と2:1の減速比で使用されますが、一部のメーカーはより高い減速比も提供しています。ハイポイドギアボックスは3,000rpmの回転速度を実現できます。そのため、様々な用途で最適な選択肢となっています。したがって、高効率のギアボックスをお探しなら、ハイポイドベベルギアが最適です。

歯先角度と歯底角度

ベベルギアの歯先角と歯底角は、ギアの歯の形状と深さを表すために使用されます。ギアの各歯は、深さが変化するわずかにテーパー状の表面を持っています。これらの角度は、歯先角と歯底角によって定義されます。歯先角は歯の上面と底面の間の距離であり、歯底角は歯のピッチ面と底面の間の距離です。
ピッチ角とは、歯車のピッチコーンの頂点と歯車軸のピッチ線がなす角度のことです。一方、歯底角とは、ピッチ線より下の歯の深さのことです。これらの角度はどちらもベベルギアの形状を測定するために用いられます。歯底角と歯先角は、歯車の設計において重要な要素です。
ベベルギアの歯底角と歯先角は、2つのギアの基本接触比（Mc）によって決まります。インボリュート曲線は、ベベルギアの基本直径内には伸びてはなりません。基本直径は、ギアの設計において重要な寸法です。インボリュート曲線を縮小してインボリュート曲線に合わせることは可能ですが、インボリュート曲線に接線方向でなければなりません。
ベベルギアの最も一般的な用途は自動車のディファレンシャルギアです。乗用車、トラック、建設機械など、多くの種類の車両に使用されています。また、船舶産業や航空業界でも使用されています。これら2つの一般的な用途以外にも、ベベルギアには多くの用途があり、その人気は今も高まり続けています。自動車および産業用ギアシステムにおいて、ベベルギアは重要な部品です。

ベベルギアの応用例

ベベルギアは様々な用途で使用されています。重量、負荷、用途に応じて、様々な材料で作られています。高負荷用途では、ねずみ鋳鉄などの鉄系金属が使用されます。これらの材料は耐摩耗性に優れ、安価です。軽量用途では、鋼鉄やプラスチックなどの非金属が使用されます。ベベルギアの材料の中には、無音性に優れているものもあります。以下に、ベベルギアの一般的な用途をいくつかご紹介します。
ストレートベベルギアは最も製造が容易です。初期の製造方法は、インデックスヘッド付きプレーナーを使用するものでした。現代の製造方法では、RevacycleシステムとConiflexシステムが導入されました。CZPTは、工業用ギア製造にRevacycleシステムを使用しています。ただし、ベベルギアには多くの種類があります。このガイドは、次のプロジェクトに適した材料を選択するのに役立ちます。これらの材料は、高速回転に耐えることができ、非常に丈夫です。
ベベルギアは、自動車や産業機械で最も一般的に使用されています。これらは駆動​​軸と車輪を接続します。中には45度の傾斜角を持つものもあります。これらのギアは傾斜面に設置して、伝達能力をテストすることができます。また、適切な運動伝達を確保するためのテスト用途にも使用されます。ベベルギアは、直線軸の回転速度を減速することができます。ベベルギアは、船舶から航空まで、多くの産業で使用されています。
最もシンプルなタイプのベベルギアは、1:1の比率を持つマイターギアです。これは回転軸を変更するために使用されます。角度付きマイターベベルギアの軸は、45度から120度までの任意の角度で交差させることができます。ベベルギアの歯は、直線、螺旋、またはゼロル形状にすることができます。ラックアンドピニオンギアと同様に、ベベルギアにもさまざまな種類があります。

編集者：CX 2023-04-24