歯車を正しく選ぶには

歯車は、2つの歯の付いた車輪で構成されている機械要素です。トルクや速度を変化させて、回転運動を伝えるために使用されます。歯と歯が接触することで車輪が回転し、1つ目の車輪の回転が、2つ目の車輪を動かします。 

また、2つ以上の歯車で構成されているものを歯車列といいます。  回転速度はトルクに反比例します。

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  • 歯車の種類はどう選ぶのか?

    歯車の種類を選ぶポイントは、以下の通りです。

    • 減速比:歯車が用途に合っているかどうかは、減速比で決まります。
    • 入力軸と出力軸:入力軸と出力軸の向きで、歯車の種類が決まります。
    • 伝達される力: ねじ歯車(スパイラルギヤ)は、同じ大きさのストレートギアよりも、大きなトルクを伝達することができます。
    • サイズ:遊星歯車のようなコンパクトなタイプもあれば、大きなタイプもあります。
    • 値段:歯車の値段は幅広いです。用途と予算に合わせて選びましょう。
  • 歯車にはどんな種類があるのか?

    歯車には、平歯車、かさ歯車、ウォームギヤなどがあります。

    平歯車

    最もシンプルで一般的な歯車で、歯が軸に平行です。

    かさ歯車

    歯車が回転軸に対して傾斜し、傘のような形になっています。 回転軸の向きを変えることができます。

    ウォームギヤ

    ウォーム(ねじ歯車)とウォームホイールを組み合わせたもの。大きな減速比を得ることができます。 ウォームとウォームホイールは、直角に噛み合っています。 ウォームホイールを回転させ、ウォームを回転させる事ができないといった欠点もありますが、安全性は確かです。 例えば、リフトで荷物が動くのを防ぐために使用されます。

    NORELEM社の平歯車

    NORELEM社の平歯車

    Cross & Morse社かさ歯車

    Cross & Morse社のかさ歯車

    Framo Morat社のウォームギア

    Framo Morat社のウォームギア

  • 歯車の歯筋には、どのようなタイプがあるのか?

    歯車の歯筋には、直線のもの、ねじれたもの、山歯など、いくつかの種類があります。

    歯筋が直線

    これらは、最も一般的な歯の形です。 回転軸と平行に歯筋が入っています。 しかし、騒音が大きいのが欠点です。

    ねじれた歯筋

    回転軸と同じ軸に配置され、接触する歯の数は一定です。

    はすば(ヘリカル)かさ歯車

    はすば(ヘリカル)かさ歯車

    振動を抑えることができるため、騒音が少ないという利点があります。 また、歯車の幅よりも歯の幅の方が広いので、より大きな力を伝えることができます。 しかし、製造が難しいので、値段は高いです。

    やまば

    フランスの自動車会社シトロエンのロゴが、やまばの形をしています。 それは、シトロエンの創設者であるアンドレ・シトロエンが、特許を取得した歯車の形だからです。 やまば歯車は、ねじれの方向が逆になっている、同じサイズのはすば歯車2つで構成されています。軸方向の荷重を打ち消すことができます。 しかし、はすば歯車と同様に設計・製造が複雑なため、値段が高いです。 航空宇宙産業などの重工業で使用されています。

  • 歯車の構成について?

    ラックアンドピニオン

    ラックアンドピニオンは、回転力を直線運動に変換、またその逆も可能です。 歯車(ピニオン)と、歯が付いた棒状の歯車(ラック)で構成されています。 歯車が回転すると、ラックが動きます。 自動車では、ハンドルの回転運動を、ステアリングバーの左右の動きに変換させるために使用されています。

    平歯車

    2つの歯車の軸は平行です。

    かさ歯車
    歯車の入力軸と出力軸の間に角度をつけることができます。 自動車のデファレンシャルギアなどに使われています。

    円錐形の歯車で、 2つの歯車が噛み合っているとき、その「仮想」頂点は、同じ点になければなりません。 軸の角度は90度であることが多いです。

    食い違い軸の歯車

    2つの歯車の軸が、同一平面上にありません。 ねじ歯車やウォームギヤがその例です。

  • 歯車は何に使用されているのか?

    歯車は、変速機や減速機、差動装置、モーターなど、多くの動力伝達部に使用されています。また、家庭用電化製品にも使用されています。

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