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平歯車とヘリカル遊星歯車機構の概要

この記事では、平歯車とヘリカル遊星歯車機構の概要を簡単に説明します。これらのギアボックスの利点について詳しく知りたい場合は、読み進めてください。遊星歯車の一般的な用途をいくつか紹介します。遊星歯車機構は多くの車両で使用されています。その効率性から、小型エンジンによく使用されています。以下に3つの例を示します。それぞれに利点と欠点があります。それぞれについて詳しく見ていきましょう。

ヘリカル遊星歯車装置

価格面では、CZPTはエントリーレベルの高信頼性ヘリカル遊星歯車減速機です。スペース、重量、トルク低減が重視される用途に適しています。一方、X-Tremeシリーズは、高加速度、高軸方向および半径方向荷重、高速性能が求められる用途に適しています。本稿では、それぞれの遊星歯車減速機の利点について解説します。
遊星歯車機構のトラクションベースの設計は、段付き遊星歯車機構の変形です。この変形は、段付き遊星歯車機構の要素を圧縮することによって実現されています。その結果、組み立て時の制約やタイミングマークが不要になります。従来のギアボックスと比較して、複合遊星歯車機構はより大きな伝達比を持ち、しかも体積は同等かそれ以下です。例えば、2:1の比率の複合遊星歯車機構を50トンのリングギアに使用した場合、100トンのリングギアを使用した場合と同じ結果が得られますが、遊星歯車ディスクの直径は半分になります。
ヘリカル遊星歯車装置は、入力、出力、および固定位置の 3 つのコンポーネントを使用します。基本モデルは非常に効率が高く、入力動力の 97% を伝達します。遊星歯車装置には主に 3 つのタイプがあり、それぞれ異なる性能特性に重点を置いています。CZPT 基本ラインは、遊星歯車装置の研究を始めるのに最適な出発点です。この歯車装置は、効率性と汎用性に加えて、多数のモジュール機能を備えています。
ヘリカル遊星歯車機構には多くの利点があります。汎用性が高く、軽量で、メンテナンスも容易です。その構造は、太陽歯車と遊星歯車を組み合わせたものです。歯車は互いに、そして太陽歯車とも噛み合うように配置されています。また、固定用途にも使用できます。太陽歯車はキャリアを固定し、各歯車の歯数に応じて-24/16と-3/2の速度で回転します。
ヘリカル遊星歯車機構は騒音を低減できます。形状も小さいため、システム全体のサイズも小さくなります。ヘリカルギアは一般的に静かで、よりスムーズに動作します。一方、ゼロヘリックス角ギアはサイズが小さく、トルク密度が高いという利点があります。これは利点ですが、後者はシステムの寿命を延ばし、コストも低くなります。したがって、ヘリカル遊星歯車機構には多くの利点がありますが、スペースが限られている場合は後者が推奨されます。
ヘリカルギアボックスは、軸方向荷重成分がない平歯車よりも効率が優れています。一方、ヘリカルギアは歯車のかみ合い部分に大きな軸方向荷重を発生させます。また、歯の​​接触点での滑りが大きく、摩擦力が加わります。そのため、サーボ用途ではヘリカル遊星歯車機構が好まれます。騒音を低減し、効率を向上させるギアボックスをお探しなら、ヘリカル遊星歯車機構が最適です。
2種類の遊星歯車機構の主な違いは、2つの外輪の設計にあります。外輪は太陽歯車とも呼ばれます。2つの歯車はそれぞれの軸に沿って噛み合います。外輪は遊星歯車機構のキャリアです。その重量は、固定されている部分の長さに比例します。キャリアは2つの歯車間の隙間を設定します。
ヘリカルギアは歯が斜めに切られており、高負荷用途に最適です。また、非常に耐久性が高く、大きな負荷を伝達できます。一般的なヘリカルギアボックスには2対の歯があり、これによりスムーズな伝達が保証されます。さらに、接触比が高いため、噛み合い剛性の変動が少なくなり、より大きな負荷容量が得られます。価格面では、ヘリカル遊星歯車は最も手頃な価格のギアボックスタイプです。
外側のリングギアが内側のリングギアと周囲の遊星歯車を駆動します。ホイール駆動の遊星歯車減速機は、最大で332,000 Nmのトルクを発生する可能性があります。もう1つの一般的な遊星歯車減速機はホイール駆動です。ハブに似ていますが、外側のリングギアがホイールと太陽歯車を駆動します。これらは、サイズを最大化するために、多くの場合ハウジング上で統合されています。1段ヘリカルギアは自転車に使用できますが、2段遊星歯車システムは最大113,000 Nmのトルクを処理できます。
ヘリカル遊星歯車機構の設計は複雑です。いくつかの制約条件を満たす必要があります。これらの制約条件は、遊星歯車機構の幾何学的関係に関係しています。このヘリカル歯車機構の設計可能性に関する研究では、幾何学的レイアウトを使用します。リングギア、サンギア、およびリングギアは、遊星歯車機構の減速比に影響を与えません。それでもなお、ヘリカル歯車機構は多くの用途において優れた選択肢となります。

平歯車遊星歯車装置

トランスミッションシステムにおいて遊星歯車と平歯車を組み合わせたものを遊星歯車減速機または平歯車減速機と呼びます。遊星歯車と平歯車はそれぞれ独自の特性を持ち、様々な種類の車両で使用されています。動作原理は似ていますが、構造が異なります。以下に、これら2種類の歯車の重要な違いをいくつか示します。以下に、両者の最も重要な違いをいくつか挙げます。
ヘリカルギア：平歯車とは異なり、ヘリカルギアは歯車のかみ合い部分に大きな軸方向力を発生させます。また、歯の​​接触点における滑り接触面積も大きくなります。ギアボックスのヘリックス角は一般的に15～30度の範囲です。ヘリックス角が大きいほど、伝達される軸方向力も大きくなります。ヘリカルギアボックスの軸方向力は平歯車よりも大きいため、ヘリカルギアの方が効率が良いのです。
ご覧のとおり、遊星歯車機構には多くの種類と用途があります。ただし、遊星歯車機構の歯数を選択する際には注意が必要です。例えば、5:1の平歯車駆動比の場合、出力キャリアが1回転するごとに太陽歯車が5回転する必要があります。これを実現するには、24歯、つまり1回転あたり5mmの太陽歯車を選択する必要があります。また、遊星歯車機構を様々な種類の機械と互換性を持たせるためには、そのメートル法単位を知っておく必要があります。
遊星歯車機構のもう一つの重要な特徴は、すべての平歯車が駆動軸の軸を中心に回転する必要がないことです。代わりに、平歯車の内歯は固定されており、駆動軸は出力軸と同じ方向に回転します。内歯が固定された遊星歯車機構を選択する場合は、十分な潤滑が確保されていることを確認する必要があります。
平歯車と遊星歯車機構のもう一つの大きな違いはピッチです。遊星歯車機構はピッチ径が大きいのに対し、平歯車はピッチが小さいです。平歯車はより高いトルクに対応できますが、効率はそれほど高くありません。さらに、その高いトルク対応能力は大きな欠点でもあります。効率は平歯車と同程度ですが、騒音ははるかに少ないです。
遊星歯車モーターと平歯車モーターのもう一つの違いはコストです。遊星歯車モーターは平歯車モーターよりも高価になる傾向があります。しかし、平歯車は歯車自体が小さくてシンプルなため、製造コストは安くなります。一方、遊星歯車モーターは効率が高く、出力も優れています。低トルクの用途にも対応できますが、各歯車が一定の負荷を担うため、トルクには限界があります。平歯車モーターは内部摩擦が少ないため、低トルクの用途に適している場合が多いです。
平歯車と遊星歯車のもう一つの違いは、その向きです。平歯車単体は同軸ギアボックスではないため、同軸ではありません。一方、遊星歯車は同軸であり、入力軸も同軸です。さらに、遊星歯車は同じ向きの2組の歯車で構成されています。これにより、同心性を実現できます。
平歯車と遊星歯車のもう一つの違いは、遊星歯車の歯数が整数であることです。これは、各遊星歯車が太陽歯車またはリング歯車と噛み合わなければならないため重要です。さらに、各遊星歯車も対応する数の歯を持たなければなりません。各遊星歯車が太陽歯車と噛み合うためには、歯同士の間隔が一定でなければなりません。遊星歯車間の間隔も重要です。
遊星歯車機構は、その大きさだけでなく、エピサイクリックギアとも呼ばれます。遊星歯車機構は、中央に入力ギアとして機能する太陽歯車を備えています。この太陽歯車には、少なくとも3つの従動歯車があります。これらの従動歯車は内側から互いに噛み合い、内部平歯車構造を形成します。これらの歯車セットは非常に耐久性が高く、ギア比を変更することも可能です。必要に応じて、遊星歯車機構のギア比を変更することで、効率を向上させることができます。
平歯車と遊星歯車機構のもう一つの重要な違いは、歯の形状です。平歯車は軸と平行な歯を持ちますが、遊星歯車は角度のついた歯を持ちます。このタイプの歯車は、駆動対象を動かすためにトルクが必要な低速用途に最適です。平歯車は騒音を発し、繰り返しの衝突によって歯が損傷する可能性があります。また、平歯車が滑ると、トルクが駆動対象に伝わらなくなることもあります。

editor by CX 2023-10-25