ヘリカルギアの標準サイズ — ISOモジュールシリーズ、ピッチ径、および歯幅の基準

ヘリカルギアの適切なモジュールを選択することは、最初の寸法決定であり、その後のすべての寸法を決定づけるものです。この参考ガイドでは、モジュール値を世界的に標準化するISO 54推奨番号シリーズ、任意のヘリックス角度におけるモジュールと歯数からのピッチ径の計算方法、そしてヘリカルギアの騒音と耐荷重性能のメリットを最大限に引き出すための適切なオーバーラップ接触比を確保するフェース幅のガイドラインについて解説します。

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ISO 54 ヘリカルギアモジュール用推奨番号シリーズ

モジュールMn ヘリカルギア ISO 54では、推奨番号の2つのシリーズに標準化されています。推奨モジュールを使用することで、標準的なホブ、研削砥石、検査アーバーが生産に利用可能になります。非標準モジュール(例:Mn = 3.7)を指定すると、特注工具が必要となり、リードタイムとコストが増加します。ISO 54シリーズ:

第一希望(新規デザインの場合は必須) 第二選択肢(第一選択肢がうまくいかない場合のみ)
モジュール 一般的な適用範囲 モジュール セカンドチョイスが使用される場合
M1 計測機器、精密機構 M1.125 まれに、非標準工具が必要となる
M1.25 小型機構駆動装置、電子機器 M1.375 スペースの制約のみ
M1.5 精密機器、精巧な機構 M1.75 中心距離の制約
M2 ライトオートメーション、食品機械、サーボ M2.25 インペリアル10DPギアの交換
M2.5 軽工業用小型ギアボックス M2.75 スペースの制約
M3 一般軽工業、包装 M3.5
M4 一般産業用、中型サーボ M4.5
M5 標準産業用 - 密閉型ギアボックスで最も一般的なモジュール M5.5
M6 中型産業用ポンプおよびファン駆動装置 M7
M8 重工業、クレーン、コンベア M9
M10 重工業、圧延工場補助設備 M11
M12 大型産業用・船舶用密閉型ギアボックス M14
M16 頑丈な駆動装置、窯で囲まれたステージ M18
M20 非常に頑丈なセメント工場用ピニオン M22
M25 大型オープンギア駆動装置 M28
M32、M40、M50 非常に大きなオープンギアのブルギアとリングギア M36、M45

ピッチ径基準値 — モジュール × β = 20°における歯数

のために ヘリカルギア 通常のモジュールMn、らせん角β = 20°の場合、ピッチ直径d = Mn × z / cos 20° = Mn × z / 0.9397 = Mn × z × 1.064となります。以下の表は、最も一般的なモジュールと歯数の組み合わせを示しています。

z(歯) M3 d (mm) M4 d (mm) M5 d (mm) M6 d (mm) M8 d (mm) M10 d (mm)
18 57.5 76.7 95.9 115.0 153.4 191.7
20 63.9 85.2 106.5 127.8 170.3 212.9
24 76.7 102.2 127.8 153.3 204.4 255.5
30 95.9 127.8 159.8 191.7 255.5 319.4
36 115.0 153.4 191.7 230.0 306.7 383.4
48 153.4 204.4 255.5 306.7 409.0 511.0
60 191.7 255.5 319.4 383.4 511.0 638.8
80 255.5 340.7 425.9 511.0 681.4 851.7

d = Mn × z / cos β (β = 20°)。すべての値の単位はmmです。

面幅ガイドライン — b/d および b/Mn ルール

aの面幅b ヘリカルギア 2 つの独立した要件を満たす必要があります。(1) ヘリカル形状の騒音と耐荷重能力の利点を最大限に発揮するために、十分なオーバーラップ接触比 ε_β を提供する必要があります。(2) 許容できないエッジ負荷をかけずに、シャフトのたわみとギア本体の剛性が支えることができる実用的な比率 b/d₁ を超えてはいけません。

ルール 標準範囲 この制限の理由
ε_β ≥ 1 の最小面幅 b_min = π × Mn / sin β β=20°の場合: b_min ≈ 9.2 × Mn これより低い値では、ε_β < 1となり、らせん構造のメリットは十分に発揮されない。
推奨フェイス幅 b = 10–15 × Mn ε_β = 1.1–1.6 (β=20°) ε_β = 1 を上回る十分な余裕があり、ほとんどのギアボックスの比率に実用的です。
最大b/d₁比 b ≤ 1.5 × d₁ (軟らかい側面)、b ≤ 1.1 × d₁ (硬い側面) b/d₁ = 0.5~1.0(典型例) さらに、シャフトのたわみとギア本体のねじれにより、クラウニングがあっても深刻なエッジ負荷が発生します。
標準ハウジングの最大面幅 b ≤ 0.6 × a (中心距離) 通常 ハウジング幅とシャフトベアリングスパンによって設定されます 面幅が広くなると、シャフトのスパンが長くなり、それに比例してシャフトのたわみも大きくなる。

例:M5、z₁=24、β=20° → d₁ = 127.8 mm
b_min (ε_β ≥ 1) = π × 5 / sin 20° = 46.1 mm
推奨値:b = 12 × Mn = 60 mm (ε_β = 1.30)
最大b = 1.1 × d₁ = 140.6 mm(硬い側面、クラウニングあり)
実用標準:このギアの場合、b = 60~80 mm

ヘリカルギアブランクの標準内径ガイドライン

穴径 ヘリカルギア 伝達トルクと軸材の強度によって決まります。定格トルクを伝達する鋼製軸の実用的な出発点は次のとおりです。

d_bore_min ≈ 4.5 × ∛T [mm、TはN・m単位、標準合金鋼シャフトの場合]

穴は、穴と歯車の歯底円との間に十分な肉厚を確保できる大きさでなければなりません。韓国エバーパワー社は、構造的完全性を確保するため、穴と歯底円との間に最低2.5×Mnの肉厚を要求しています。これは、熱処理中または使用時の負荷がかかった際に、歯底と穴の接合部で歯車ブランクに亀裂が生じないようにするためです。キー付き接続の場合の穴の公差はH7、圧入接続の場合は、必要な嵌め合いに応じてH7またはH6となります。

韓国エバーパワー社製電源ユニットシリーズ — M1~M50

韓国エバーパワー社の製造現場では、M1精密ピッチ計器用ギアからM40大型モジュール産業用駆動ギアまで、標準モジュール範囲全体にわたるヘリカルギアが展示されている。

韓国エバーパワーの製品ラインナップは、Mn = M1~M50、外径20mm~2500mmのファインピッチ機器に対応しています。 ヘリカルギア 大型モジュールのオープン型ドライブコンポーネントに対応。すべてのサイズでISO 54規格の推奨モジュールを標準として使用。非標準モジュールも、特注金型製作のリードタイムを条件に受け付けます。

韓国エバーパワー社が製造 ヘリカルカットギア Mn = M1~M50、外径20~2500 mm、DINクラス3~9、45# QTから17CrNiMo6浸炭鋼板、SS316Lステンレス鋼までのすべての標準材料に対応。ISO 54第一選択シリーズのモジュールはすべて標準生産品で、金型も入手可能です。第二選択モジュールおよび非標準モジュール(例:変換されたインチDPサイズ)は、金型リードタイム2~4週間で入手可能です。 ヘリカルギアメーカー韓国のエバーパワー社は、M1からM32までのすべての主要なISO 54モジュールに対応するマスターホブと研削ドレッシングプロファイルを常時在庫として保有しています。

ヘリカルギアの応用 4

よくある質問

米国で使用されている直径ピッチ(DP)と国際的に使用されているモジュールとの関係は何ですか?

モジュールMnと直径ピッチDP(米国式/ヤード・ポンド法)は反比例の関係にあります。Mn = 25.4 / DP。一般的な等価性:DP 8 = Mn 3.175(M3に近い)、DP 6 = Mn 4.233(M4に近い)、DP 5 = Mn 5.08(M5に近い)、DP 4 = Mn 6.35(M6に近い)、DP 3 = Mn 8.47(M8に近い)。交換用 ヘリカルギア 韓国のエバーパワー社は、米国設計の機械を使用し、特注工具を用いて正確なインチDPモジュール(例えば、丸められたM4.233ではなく、正確なDP6)を製造することも、わずかな中心距離またはプロファイルシフト調整によって最も近い標準ISOモジュール(M4)を製造することも可能だ。エバーパワー社は、ハウジングの中心距離と嵌合ギアの仕様を確認した上で、どちらの方法が適切かを判断する。

ヘリカルギアの性能を最大限に発揮するためには、β = 20°において歯幅が9.2 × Mnを超える必要があるのはなぜですか?

完全なヘリカルの利点を実現するには、重なり接触比 ε_β = b × sin β / (π × Mn) が ≥ 1.0 でなければなりません。つまり、常に少なくとも 1 つの歯ピッチが同時に接触している必要があります。ε_β = 1.0 で b_min を解くと、b_min = π × Mn / sin β となります。β = 20° の場合、b_min = π × Mn / 0.342 = 9.19 × Mn となります。この歯幅より小さい場合、噛み合いサイクル中に単一の歯ペアが伝達荷重全体を担う瞬間があります。これは平歯車と同じ状態です。ヘリカル形状の騒音と耐荷重能力に関するすべての利点は、ε_β ≥ 1 に依存します。これは、ε_β を確認せずにパッケージング制約によって歯幅が設定される予備的な歯車設計において、最も頻繁に違反される歯幅ルールです。

標準的なCNC歯車加工機において、ホブ盤加工および研削加工の最大モジュール値はありますか?

標準的なCNC歯車ホブ盤は、モジュールMn = M1~M50+の範囲を基本的な制限なく処理できます。ホブの寸法と機械の出力はモジュールに比例します。CNC歯車研削(HÖFLER型創成研削)は、砥石のサイズとプロファイルの剛性により、実際にはMn = M32~M40程度に制限されます。非常に大きなモジュール(M40~M50)は、創成研削ではなく、単点研削またはプロファイルフライス加工で仕上げ研削されるのが一般的です。Korea Ever-Powerの社内研削能力は、創成研削でMn = M1~M36、形状研削でM36~M50をカバーしており、密閉型ギアボックスの全モジュール範囲に対応しています。 ヘリカルギア.

非標準モジュールが必要となるのはどのような場合で、韓国エバーパワー社はどのように対応しているのでしょうか?

非標準モジュールは、次の2つの状況で必要になります。(1)既存のモジュールの交換 ヘリカルギア 元々は帝国単位の DP (米国および英国の機械で一般的) または古い機器の非 ISO モジュール仕様に基づいて設計されたもの。(2) 標準モジュールとプロファイルシフトでは満たせない非常に特殊な中心距離制約。Korea Ever-Power は、カスタム ホブを製作する (モジュールに応じて 2〜4 週間の追加リードタイムと 800〜3000 米ドルの工具コスト) か、最も近い標準モジュールでプロファイルシフトを使用して必要な中心距離を実現することにより、非標準モジュールに対応します。2 番目のオプションの場合、Korea Ever-Power は必要なプロファイルシフト係数を計算し、歯のアンダーカットと先端の狭まりが許容範囲内に収まっていることを確認します。

ヘリカルギアのモジュールとサイズを確認してください

出力、回転速度、中心距離、および比率をお知らせください。Korea Ever-Powerは、生産開始前の見積もり段階で、適切なISO 54モジュールを選定し、ピッチ径と面幅を計算し、ε_β ≥ 1の適合性を確認し、工具の入手可能性を確認します。

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編集者: Cxm