中国製カスタムギア減速機、工業用ヘリカル減速機、CZPT型直角ギアボックスのヘリカルギアは伝動部品として使用されます。

ヘリカルギアボックスとは何ですか？

基本的に、ギアボックスとは、歯車が噛み合うように構成された回転する円形の機械部品です。その機能は、機械の他の部分に速度とトルクを伝達することです。また、レバーに似ており、同じ原理で動作します。

二重らせん歯車

ヘリカルギアボックスには、高効率、高強度、優れたギアシステムなど、多くの利点があります。しかし、欠点もあります。その一つが軸方向推力です。軸方向推力はシングルヘリカルギアでは問題になりませんが、ダブルヘリカルギアでは問題となります。
二重らせん歯車は、V字型に配置された2組の歯を備えています。一方の歯には、軸方向の力を相殺するための溝が設けられています。この溝により、スラストベアリングが不要となり、高容量の動力伝達を効率的に行うことができます。
軸方向推力以外にも、面接触に関する問題も存在する。非対称な荷重分担と振動により、軸軸受には大きな交番荷重がかかる。これらの交番荷重は、軸受の早期故障につながる可能性がある。
幸いなことに、ヘリカルギアは平歯車よりも滑らかであるため、より大きな負荷に耐えることができます。また、ピッチ円直径も平歯車より大きくなります。しかし、適用範囲には限界があります。ヘリカルギアのピッチ誤差分布は、通常、ピークツーピーク振幅で50mmに制限されます。そのため、対向するギアの位相差を高精度で制御することが重要です。
一般的に、ギアボックスで使用されるヘリカルギアは、同一のモジュールから組み立てられます。これにより、部品の互換性が確保され、経済的な構造を実現できます。通常のモジュールセットでは、平歯車に使用されるものと同じ歯切り工具を使用できます。
二重らせん歯車は、流体ポンプやガスタービンの動力伝達に用いられます。また、民間航空機のエンジン用遊星減速機にも一般的に使用されています。
一般的に、二重らせん歯車は単一らせん歯車よりも大きい。通常、専用の発電機で生成される。また、価格も高い。
しかし、メーカー各社はより使いやすい歯車を求めている。その解決策の一つが、多機能工作機械で二重らせん歯車を製造することである。これにより、複雑な形状の歯車を加工することが可能になる。
この多機能工作機械は、歯面形状の修正も可能です。これは、高精度なヘリカルギアの3Dプリントに役立ちます。

交差軸ヘリカルギア

交差軸ヘリカルギアの性能には、いくつかの要因が影響します。重要な要因の一つは、クロスシャフト上のギアの位置です。ギアが異なる方向に配置されていないと、正常に機能しません。
交差軸ヘリカルギアには特殊なケースがあり、ギアが同じ方向に配置されていると正常に機能しません。これは特に自動車のオイルポンプ／分配シャフトに当てはまります。状況に応じて、ギアは通常のヘリカルギアとして、または平歯車として動作します。
平歯車と比較して、交差軸ヘリカルギアは比較的高い容量を持つ。しかし、これらのギアの横方向接触率は低下する。この低下は圧力角に依存する。圧力角は歯の曲率半径に影響を与える。さらに、接触線の長さも短くなる。これにより、ギアの効率が低下する。
交差軸ヘリカルギアのねじれ角は45度です。左ねじりギアと右ねじりギアがあります。ヘリカルギアのピッチ円直径は、平歯車に比べて大きくなる場合があります。これは、ギアが軸に対してある角度で切削されているためです。
軸方向におけるヘリカルギアのかみ合いは、平歯車と非常によく似ています。ただし、これらのギアを最適化するための設計ルールがいくつかあります。
第一のルールは、歯車は互いに逆方向にずらして配置しなければならないということです。歯車がずらして配置されていない場合、接触線を変更することはできません。
第二の法則は、ヘリカルギアのピッチはヘリックス角に依存するというものである。ヘリカルギアのピッチ円は、歯幅に沿って積分することで計算できる。さらに、接触線の長さは圧力角が増加するにつれて減少する。ただし、この減少は平歯車の場合ほど大きくはない。

直角ヘリカルギア

直角ヘリカルギアボックスの選定は難しい場合があります。種類、サイズ、構成が非常に多いため、用途に最適なものを見つけるのは容易ではありません。適切なギアボックスを選ぶ鍵は、用途を理解し、最も重要な要素を把握することです。
例えば、高速・高トルク用途で使用できるギアボックスを探している場合、最も重要な考慮事項は製品の効率です。直角ギアボックスはコンパクトでメンテナンスが容易なため、高トルク用途に最適です。
高トルクギアを必要とする用途には、パルプ・製紙業、食品加工業、鉱業、洗車業などがあります。直角ギアの利点としては、高効率、低メンテナンス、低騒音などが挙げられます。直角ヘリカルギアボックスをお探しの場合は、幅広い選択肢を提供できるサプライヤーを選ぶようにしてください。
直角ヘリカルギアボックスには、いくつかの異なるベベル形状があります。スパイラルベベルギアは高い精度が求められ、製造が困難です。しかし、互換性があります。スパイラルマイターギアは、入力軸と同じ方向に回転するように設計されており、スムーズで直接的な動力伝達を保証します。
高速用途にヘリカルギアボックスを検討されている場合は、希望する入出力比を把握しておく必要があります。標準的な比率は1:1と2:1です。昇圧比が必要な場合は、入力軸の反対側に別の出力軸を取り付けることができます。
その他の利点としては、動作音の低減、優れた強度と耐久性が挙げられます。歯が大きいため、ヘリカルギアは摩耗しにくく、また、より高い動力伝達能力を備えています。
用途に最適な直角ギアボックスの種類を判断するには、サプライヤーとニーズについて話し合う必要があります。サプライヤーは、カスタムソリューションを含む幅広い選択肢を提供できるはずです。また、過去の顧客リストやオンラインレビューも提供してくれるでしょう。
ニーズに合った直角ヘリカルギアボックスを見つけるには、さまざまな設計上の特徴を理解することが重要です。例えば、ギアボックスにセルフロック機能があることを確認する必要があります。セルフロック機能とは、負荷によってウォームが回転しないことを意味します。また、セルフロック機能付きのギアボックスであれば、ブレーキシステムを設置する必要もありません。

らせん状の歯

自動車やトラックの駆動にヘリカルギアボックスを使用するのは、効率的な動力伝達方法です。ただし、この方法の効率はギアのヘリックス角に依存します。ヘリックス角とは、ギアの歯が切られている角度のことです。
ヘリカルギアボックスのヘリックス角は、ギアセットの種類によって異なります。ヘリックス角は15度から30度の範囲で変化します。ヘリックス角は歯の接触位置に大きな影響を与えるため、これは非常に重要です。接触位置が適切でない場合、大きな振動が発生し、ギアの回転速度に影響を及ぼします。
ヘリカルギアボックスには、クロス軸型とパラレル軸型の2種類があります。クロス軸型ギアは通常、平行なシャフトを接続するために使用されます。センターギャップは平歯車と同じです。一方、パラレル軸型ギアは通常、モーターを駆動するために使用されます。この2種類のギアボックスの違いは、その設計と配置にあります。
歯車は、ねじれ角に加えて、フィレット、歯数、半径も異なる場合があります。これは、歯車のNVH特性が異なることを意味します。さらに、ギアボックスにはさまざまな種類の螺旋歯が使用される場合があります。
ハイポイドギアはスパイラルベベルギアと似ていますが、ギアシャフトの軸がハイポイドギアの軸と交差しない点で異なります。ハイポイドギアはベアリングに非常に大きな推力荷重をかけます。
ストレートベベルギアと比較すると、ハイポイドギアはより滑らかで静かな動作を実現します。また、衝撃荷重も少なくなります。
スパイラルベベルギアは、振動を低減するように設計されています。また、コスト効率にも優れています。しかし、同じトルクを伝達するにはより大きな直径が必要となるため、機械効率の低下や燃費の悪化につながる可能性があります。
最高品質のスパイラルベベルギアは、ストレート歯よりも高い推力荷重に耐えることができます。そのため、高負荷効率が求められる用途で好まれています。
ヘリカルギアは、その優れたNVH特性でも高く評価されています。また、高速回転が求められる用途において、静音性に優れた選択肢となります。ヘリカルギアは、様々な産業で使用されています。食品、自動車、石油産業などがその例です。

編集者：CX 2023-06-09