基本原理: スパイラル歯列を持つ円筒歯車。噛み合いは(平歯車の瞬間的な接触ではなく)漸進的な接触によって発生するため、衝撃荷重が軽減され、平行軸間の動力伝達に適しています。
キーの種類:
右はすば歯車: 右上がりの螺旋状の歯列で最も広く使用されています。
左側はすば歯車: 歯のラインは左上向きの螺旋になっており、右側の歯車と組み合わせる必要があります。
ヘリンボーンギア: 左右のスパイラル歯で対称的に構成され、軸方向の力を排除し、重荷重、高速用途 (船舶推進システムなど) に最適です。
| パラメータの | 定義 |
|---|---|
| モジュール(m) | 円ピッチとπの比。工業用の標準値は 1 ~ 20 mm の範囲で、ギアのサイズと耐荷重が決まります。 |
| 圧力角(α) | 標準値は 20° (低騒音要件の場合はオプションで 14.5°)、噛み合いの滑らかさと力の伝達効率に影響します。 |
| ねじれ角(β) | 歯線と歯車軸の間の角度。一般的な範囲は 8° ~ 20° (β が大きいほど負荷容量は高くなりますが、軸力も大きくなります)。 |
| 歯数 (z) | ギアの総歯数。ギア比 (i = z₂/z₁) に直接関係し、通常は 12 ~ 60 歯です。 |
| 面幅(b) | 強度と設置スペースのバランスを考慮したギアの軸幅。通常、モジュールの 8 ~ 15 倍です。 |
| プロファイルシフト係数(x) | 歯の接触を最適化し、アンダーカットを回避し、負荷容量を高めるために使用されます(正のシフトでは歯の厚さが増加し、負のシフトでは歯の厚さが減少します)。 |
主な利点:
スムーズな噛み合いと低騒音 (段階的な接触により衝撃が軽減されます)。
平歯車よりも負荷容量が 30% ~ 50% 高い (歯接触面積が大きい)。
コンパクトな構造により、限られたスペースでより大きな減速比を実現します。
代表的な用途:
産業機械: ギアボックス、コンベヤ、コンプレッサー、工作機械スピンドル。
自動車分野: トランスミッション、ドライブアクスル、エンジンタイミングシステム。
一般機械:ファン、ポンプ、減速機。
ハイエンド機器: ロボットのジョイント、航空宇宙用トランスミッションのコンポーネント。
共通の材料:
スチール: 20CrMnTi (浸炭焼入れ、重荷重用)、45# スチール (焼入れ焼き戻し、中荷重用)。
鋳鉄: HT200 (低速、軽負荷のシナリオ向け、コスト効率が高い)。
非金属材料: ナイロン、POM (低騒音、無潤滑用途向け)。
国際規格:
ISO 6336 (歯車負荷容量計算規格);
AGMA 2001 (米国歯車製造者協会規格);
DIN 3990 (はすば歯車の幾何学的精度に関するドイツの規格)。
GB/T 10095 (はすば歯車の精度に関する中国規格)。
| 比較項目 | はすば歯車 | 平歯車 |
|---|---|---|
| メッシュ方法 | 漸進的な接触、低衝撃 | 瞬間接触、高衝撃 |
| 騒音レベル | 低い | 高い |
| 耐荷重 | 高い | 中くらい |
| 軸力 | あり(スラストベアリングが必要) | なし |
| 製造難易度 | より高い(特殊な工作機械が必要) | 下段(簡易加工) |
