歯車に関する重要な情報。 歯車列は何でできていますか？
4.機械歯車の主な種類。
機械式トランスミッション エンジンから機械の実行体に機械的な動きを伝達するための装置と呼ばれます。 運動の種類を変えながら、運動速度の値や方向を変えて行うことができます。 このような装置を使用する必要があるのは、不便であり、場合によっては、機械の作業体をモーターシャフトに直接接続できないためです。 回転運動のメカニズムは、摩擦と最小の慣性負荷を克服するために、最小のエネルギー損失で連続的かつ均一な運動を可能にします。
回転運動の機械的伝達は次のように分けられます。
ギアのリーディングリンクからスレーブリンクに動きを伝達する方法によると 摩擦（フリクション、ベルト）と 婚約（チェーン、ギア、ワーム）;
上の駆動リンクと被駆動リンクの速度の比率によると 減速（削減者）と 加速する（アニメーター）;
歯車の駆動軸と従動軸の軸の相互配置によると 平行, 交差すると 交差するシャフト軸。
歯車
ギア駆動 3リンク機構と呼ばれ、2つの可動リンクが歯車、または固定リンク（本体）と回転または並進のペアを形成する歯を備えたホイールとラックです。
歯車列は2つの車輪で構成されており、それらを介して互いに連動します。 歯数の少ない歯車を 装備、歯の数が多い- 車輪.
遊星歯車
惑星車軸が動くギアを含むトランスミッションはと呼ばれます。 トランスミッションは、外歯付きの中央歯車、内歯付きの中央歯車、遊星キャリア、衛星で構成されています。 衛星はそれらの軸の周りを回転し、中央の車輪の周りの軸と一緒に回転します。 惑星のように動く。
ウォームギア
ウォームギアシャフトの軸が交差するときに、あるシャフトから別のシャフトに回転を転送するために使用されます。 ほとんどの場合、交差角度は90°です。 最も一般的なウォームギアは、いわゆる アルキメデスワーム、つまり 軸方向断面のプロファイル角度が二重係合角度（2）に等しい台形ねじを有するねじ α =40）、およびウォームホイール。
波動機械式トランスミッション
波動伝達は、メカニズムのフレキシブルリンクの波動変形による運動パラメータの変換の原理に基づいています。
波動歯車は、片方の車輪が柔軟な遊星歯車の一種です。
フリクションギア
互いに押し付けられた2つの回転体の作業面の間に発生する摩擦力を使用して動作する歯車は、次のように呼ばれます。 フリクションギア.
ベルトドライブ
ベルトシャフトに取り付けられた2つのプーリーと、それらを覆うベルトで構成されています。 ベルトは一定の張力でプーリーに取り付けられ、ベルトとプーリーの間に摩擦を与え、駆動プーリーから被駆動プーリーに動力を伝達するのに十分です。
形状によって異なります 断面ベルトは区別されます：フラットベルト、Vベルト、ラウンドベルト
チェーンドライブ
チェーンドライブ歯（アスタリスク）が付いた2つのホイールと、それらを覆うチェーンで構成されています。 最も一般的な歯車は、ブッシュローラーチェーンと歯付きチェーンです。チェーンギアは、ギアの中心距離が大きい場合に、平行シャフト間で中程度の動力（150 kW以下）を伝達するために使用されます。
トランスミッションスクリューナット
トランスミッションスクリューナット回転運動を並進運動に変換するのに役立ちます。 このような歯車の普及は、シンプルでコンパクトな設計により、ゆっくりとした正確な動きが可能であるという事実によって決定されます。
航空機業界では、スクリューナットトランスミッションは航空機の制御メカニズムで使用されます。離着陸フラップの移動、トリマー、回転スタビライザーなどの制御です。
トランスミッションの利点には、設計のシンプルさとコンパクトさ、強度の大幅な向上、および動きの正確さが含まれます。
トランスミッションの欠点は、大きな摩擦損失とそれに伴う低効率です。
カム機構
カム機構（図2.26）アプリケーションの幅の点で、それらはギアに次ぐものです。 それらは、工作機械やプレス、内燃機関、繊維、食品、印刷業界の機械で使用されています。 これらの機械では、工具への接近と収縮、機械への材料の供給とクランプ、製品の押し込み、回転、移動などの機能を実行します。
メカニカルギアの種類と伝達機構
機械の回転運動は、摩擦、歯車、ベルト、チェーン、ウォームギアによって伝達されます。 条件付きで回転運動ホイールを実行するペアと呼びます。 回転が伝達される車輪を駆動輪と呼び、動きを受け取る車輪を駆動輪と呼びます。
回転運動は、1分あたりの回転数で測定できます。 駆動輪のRPMがわかれば、従動輪のRPMを決定できます。 従動輪の回転数は、接続されている車輪の直径の比率によって異なります。 両方のホイールの直径が同じである場合、ホイールは同じ速度で回転します。 従動輪の直径が駆動輪よりも大きい場合、従動輪の回転は遅くなり、逆に、直径が小さい場合は、より多くの回転が発生します。 従動輪の回転数は、駆動輪の回転数の何倍も少なく、その直径は駆動輪の直径の何倍も大きい。
回転数のホイールの直径への依存性。
エンジニアリングでは、機械を設計するときに、ホイールの直径と回転数を決定する必要があることがよくあります。 これらの計算は、単純な算術比率に基づいて実行できます。 たとえば、従来、駆動輪の直径を次のように表す場合 D 1、ドリブンスルーの直径 D 2、駆動輪の回転数 n 1、駆動輪の回転数 n 2、これらの量はすべて単純な関係で表されます。
D 2 / D 1 \ u003d n 1 / n 2
3つの量がわかっている場合、それらを式に代入することで、4番目の未知の量を簡単に見つけることができます。
テクノロジーでは、「ギア比」と「ギア比」という表現を使用する必要があります。 ギア比は、駆動輪（シャフト）の回転数と従動輪の回転数の比であり、ギア比は、どちらが駆動しているかに関係なく、ホイールの回転数の比です。 。 数学的には、ギア比は次のように記述されます。
n 1 / n 2=iまたはD2/ D 1 = i
どこ 私- ギア比。 ギア比は抽象的な値であり、寸法はありません。 ギア比は、整数と小数の両方で何でもかまいません。
フリクションギア
摩擦伝達では、ある車輪から別の車輪への回転は摩擦力を使用して伝達されます。 両方の車輪は、ある程度の力で互いに押し付けられ、それらの間の摩擦のために、互いに回転します。 フリクションギアのデメリット：ホイールに大きな力がかかると、追加の摩擦が発生するため、回転するために追加の力が必要になります。 また、回転中の車輪は、どのように押し付けられても滑ります。 したがって、車輪の回転数の正確な比率が必要な場合、摩擦伝達はそれ自体を正当化するものではありません。
摩擦伝達の利点：
転動体の製造が簡単。
均一な回転と静かな動作。
外出先での無段階速度制御とオン/オフトランスミッションの可能性。
スリップする可能性があるため、トランスミッションには安全性があります。
フリクションギアのデメリット：
一貫性のないギア比とエネルギーの損失につながる滑り。
クランプの必要性。
フリクションギアの用途：
機械工学では、無段階摩擦歯車が無段階速度制御に最もよく使用されます。
フリクションギア：
a-フロントギア、b-アンギュラーギア、c-シリンドリカルギア。
自家製の装置では、摩擦歯車が広く使用できます。 円筒歯車と前歯車は特に許容されます。 歯車は木で作ることができます。 グリップを向上させるには、ホイールの作業面を2〜3mmの厚さの柔らかいゴムの層で「被覆」する必要があります。 ゴムは小さなクローブで釘付けするか、接着剤で接着することができます。
装備
歯車では、ある車輪から別の車輪への回転は歯によって伝達されます。 歯車は摩擦輪よりもはるかに簡単に回転します。 これは、ここでホイールをホイールに押し付ける必要がまったくないという事実によって説明されます。 ホイールの適切な噛み合わせと簡単な操作のために、歯形はインボリュートと呼ばれる特定の曲線に沿って作成されます。
v回転運動を送信します。
vrpmを変更します。
v回転力を増減します。
v回転方向を変更します。
ホイールの形状と相対的な位置に応じて、次のことが区別されます。 歯車の種類 ：円筒形、円錐形、ワーム、ラック、遊星。
円筒歯車 平行軸に取り付けられた2つ以上の円筒形ホイールで構成されています。
米。 215円筒歯車
ベベルギア 2つのシャフトに配置された2つの円錐形ホイールで構成され、その軸は交差しています。 交差角度は任意ですが、通常は90°です。
米。 216かさ歯車
ウォームギア（ギアスクリューギア） - ワームとそれに関連するウォームホイールを噛み合わせることによって実行される機械的伝達。 ウォームギアは、シャフトを交差させるために使用されますが、シャフトを交差させるためには使用されません。 ウォームギアは、ネジ（ウォーム）とギアで構成されています。
米。 217ウォームギア
ウォームギアには多くのユニークな特性があります。 第一に、それは駆動ギアとしてのみ使用でき、従動ギアとして使用することはできません。 これは、エンジンに負荷をかけずに負荷を持ち上げて保持するために必要なメカニズムに非常に便利です。 多くの種類のクレーンやローダー、鉄道の障壁、跳ね橋、ウインチなど、ウォームギアのこの特性には多くの可能な用途があります。 LEGOウォームギアは、ロボットアームのグリップの設計に非常に広く使用されています。
第二に、ウォームギアの特徴は、ギア比が大きいことです。 したがって、非常に高いトルクがある場合は常に、ウォームギアが減速ギアとして使用されます。
結論： ウォームギアには多くの利点があります。
vスペースをほとんど取りません。
vセルフブレーキの特性があります。
vrpmを何倍も減らします。
v駆動力を増加させます。
v回転方向を90°変更します。
ラックアンドピニオン -ギアの回転運動をラックの並進運動に、またはその逆に変換する機械式トランスミッション。 ラックは、直線状に伸びた大きな歯車の円と見なすことができます。
レゴセットにはリングギアとインターナルギアがあることに注意してください。
リングギア -これは特殊なタイプの歯車で、歯は側面にあります。 このような歯車は、原則として、平歯車と連携して機能します。
米。 220接続クラウンギアと8歯と24歯の平歯車
内部ギア付きギア 内側から歯を切ります。 それらを使用すると、駆動ギアと被駆動ギアが一方向に回転します。 このギアトレインは摩擦コストが少ないため、効率が高くなります*。 内部歯車装置を備えた歯車は、サイズが制限された機構、遊星歯車、マニピュレータロボットの駆動に使用されます。
米。 221内歯車
レゴの内歯車の特徴は、外側に歯があるため、56歯の平歯車などの歯車に使用できることです。
米。 内部歯車を備えたホイールを円筒歯車、クラウンを備えたホイール、および「ウォーム」に接続する222の方法
米。 223内歯車付きホイールをモーターに接続する方法
遊星歯車
遊星歯車 （ディファレンシャルギア）-中央の太陽のギアの周りを回転するいくつかの遊星ギア（ギア）で構成される機械システム。 通常、遊星歯車は遊星キャリアと一緒に固定されます。 遊星歯車はまた、遊星歯車との内部係合を有する追加の外部環状（クラウン）歯車を含み得る。
このトランスミッションは幅広い用途があり、たとえば、 キッチン家電または車のオートマチックトランスミッション。
遊星歯車の主な要素は次のように考えることができます。
vサンギア：中央にあります。
vキャリア：太陽歯車と噛み合っている、互いに同じサイズのいくつかの遊星歯車（衛星）の軸をしっかりと固定します。
vリングギア：遊星ギアと内部で噛み合う外部ギア。
米。 224遊星歯車の例：キャリアは動かず、太陽が先導し、クラウンが駆動されます
遊星歯車では、トルクは2つの要素のいずれか（選択した歯車に応じて）を使用して伝達されます。1つはマスター、もう1つはスレーブです。 3番目の要素は静止しています（表8）。
表8.遊星歯車の要素
|
修理済み |
リーディング |
奴隷 |
ブロードキャスト |
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クラウン |
低下 |
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ブースティング |
|||
|
太陽 |
低下 |
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ブースティング |
|||
|
キャリア |
逆に下げる |
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リバースブースト |
リバース-メカニズムのコースをリバース、反対に変更します。
米。 225遊星歯車の設計例：クラウンは静止しており、キャリアは先導しており、太陽は駆動されています
柔軟な要素を備えた機械式トランスミッション
比較的離れたシャフト間で動きを伝達するために、駆動リンクから被駆動リンクへの力が柔軟なリンクを使用して伝達されるメカニズムが使用されます。 ベルト、コード、さまざまなデザインのチェーンが柔軟なリンクとして使用されています。
柔軟なリンクを備えたギアは、その値の段階的またはスムーズな変化を伴う一定および可変のギア比を提供できます。
ベルト
ベルトドライブは、シャフトに取り付けられた2つのプーリーと、これらのプーリーを覆うベルトで構成されています。 荷重は、プーリーとベルトの張力によって発生する摩擦力によって伝達されます。 ベルトドライブは、ドライブシャフトとドリブンシャフトの相対位置にあまり敏感ではありません。 互いに直角に回転させたり、交差したループの形でベルトを装着したりすることもできます。そうすると、従動軸の回転方向が変わります。
米。 226ベルトドライブ
チェーンドライブ
米。 227チェーンドライブ
フリクションギア
米。 228フリクションギア
摩擦伝達では、ある車輪から別の車輪への回転は摩擦力を使用して伝達されます。 両方の車輪は、ある程度の力で互いに押し付けられ、それらの間に発生する摩擦のために、一方が他方を回転させます。
フリクションギアは自動車に広く使用されています。 フリクションギアのデメリット：ホイールに大きな力がかかると、車に追加の摩擦が発生するため、回転するために追加の力が必要になります。
また、回転中の車輪は、どのように押し付けられても滑ります。 したがって、車輪の回転数の正確な比率が必要な場合、摩擦伝達はそれ自体を正当化するものではありません。
プロジェクト「自動バリア」：
1.自動バリアのモデルを設計します。
仕様：
b）設計はウォームギアを使用しています。
c）バリアブームの自動昇降は、超音波センサーを使用して実行する必要があります。
4.ロボット工学サークルの一部として、自動バリアを作成します。
6.ワークブックに自動バリアの説明を書き込みます。
プロジェクト「ターンプラットホーム"：
1.ターンテーブルモデルを設計します。
仕様：
b）設計は内部歯車装置を備えた歯車を使用しています。
c）プラットフォームの自動回転は、タッチセンサー（光センサー）の助けを借りて行われます。
4.ロボット工学サークルの一部として、ターンテーブルを作成します。
6.ワークブックにターンテーブルの説明を書きます。
プロジェクト「スライディング自動ドア」：
1.自動引き戸のモデルを設計します。
仕様：
a）モデルには1つのサーボモーター、NXTマイクロコントローラーが含まれます。
b）ラックアンドピニオンが設計に使用されています。
c）自動ドア開放は超音波センサー（光センサー）の助けを借りて行われます。
2.ワークブックでモデルをスケッチします。
3.プロジェクトについて教師と話し合います。
4.ロボット工学サークルの一部として、自動引き戸のモデルを作成します。
5. NXT-Gプログラミング言語を使用して、モデルを制御するプログラムを作成します。
6.自動引き戸モデルの説明をワークブックに書き込みます。
歯車の説明
歯車に関する一般情報
歯車は、噛み合いの原理で動作する機械歯車の一種です。 これらは、シャフト間の回転運動を伝達および変換するために使用されます。
歯車は、高効率（1段-0.97-0.99以上）、信頼性と長寿命、コンパクトさ、滑りがないことによる歯車比の安定性が特徴です。 ギアは、幅広い速度（最大200 m / s）、出力（最大300 MW）で使用されます。 歯車の寸法は、数分の1ミリメートルから数メートルまで可能です。
不利な点は、製造が比較的複雑であること、高精度で歯を切断する必要があること、高速での騒音と振動、動的負荷を補償できない高剛性などです。
ギアボックスのギア比は、オープンギアでは最大20、ギアボックスでは最大4に達する可能性があります。
歯の配置により、外歯車と内歯車の歯車が区別されます。
構造的に歯車 ほとんどの場合一般的な剛性のあるケースで閉じて実行されるため、高い組み立て精度が保証されます。 低速トランスミッションのみ（ v < 3 м/сек) с колесами значительных размеров, нередко встроенных в конструкцию машин (например, в механизмах поворота подъемных кранов, станков), изготавливаются в открытом исполнении.
ほとんどの場合、ギアはリターダ（リターダ）として使用されます。 速度を下げてトルクを上げるだけでなく、回転速度を上げるためにも使用できます（乗数）。
潤滑は、歯の作業面を焼き付きや摩耗から保護し、摩擦損失とそれに伴う加熱を減らすために使用されます。 密閉された歯車は通常、液体鉱油、ホイールディッピング、または噛み合う歯への強制オイル供給で潤滑されます。 オープンギアは、定期的に歯に塗布されるグリースで潤滑されます。
平行なシャフトを備えた歯車は円筒形と呼ばれ（図2.1）、シャフトが交差している-斜角（図2.2）。
歯の位置によって、外歯付き歯車が区別されます（図2.1 a-の）および内部ギアリング（図2.1 G).
歯車の歯のプロファイルに応じて、歯車は次のように分けられます。 インボリュート歯車、歯のプロファイルはインボリュートによって輪郭が描かれています。 からの送信について サイクロイドプロファイル; からの送信について ノビコフのリンク。 さらにマニュアルでは、外部ギアを備えたインボリュートプロファイルギアについてのみ説明します。
ギアは、歯数が少ないトランスミッションギアです（ほとんどの場合、ドライブギア）。 ホイールは、多数の歯を備えたトランスミッションギアです。 「歯車」という用語は、ピニオンと歯車の両方に適用できます。
円筒歯車スパー、ヘリカル、シェブロンです。
平歯車（図2.1 a）は主に低速および中速で使用され、歯の硬度が高く（製造の不正確さによる動的負荷が有用なものに比べて小さい場合）、遊星歯車、開歯車、および歯車の軸方向の動きが必要な場合（ギアボックス）。
はすば歯車（図2.1 b）負荷容量が大きく（リングギアと同じ幅の歯の長さが長いため）、滑らかさが増し、騒音が低減されるため、中高速の重要なギアに使用されます。 それらの使用量は、機械のすべての円筒形ホイールの使用量の40％を超えています。
歯の表面が硬いはすば歯車は、接触線の長さに沿った不均一な摩耗や欠けのリスクを回避するために、汚染に対する保護を強化する必要があります。 はすば歯車では、軸力が発生します。これは、サポートとシャフトを設計するときに考慮する必要があります。
シェブロンホイール（図2.1 の）はすば歯車のすべての利点があり、同時に有害な軸力はありませんが、それらの製造技術はより複雑です。
平歯車の場合、歯の傾斜角度 b= 0°、らせんの場合- b= 8 ... 20°、ヘリンボーンの場合- b= 25...40°。
歯車用歯車箱のはすば歯車では、歯の方向を左に、車輪の場合は右に向けることをお勧めします。
ほとんどのシリアルギアボックスには、高速ステージと低速ステージの両方ではすば歯車があります。
の中 かさ歯車機械工学で最も一般的なのは、まっすぐな歯の歯車です。 丸歯の歯車もよく使われます。 それほど頻繁ではありません-接線方向および他の湾曲した歯を使用します。
 |  | ||
| a | b | ||
| 米。 2.2。 かさ歯車の種類 |
スパーズかさ歯車（図2.2 a）は、設置が最も簡単な低周速（最大2 ... 3 m / s、最大8 m / sが許容されます）で使用されます。
かさ歯車 円形の歯（図2.2 b）よりスムーズな噛み合い、したがってより大きな速度と支持力を持ちます。 彼らはより技術的です。
2.3歯車の材料と熱または化学熱処理
歯車の材質と熱処理または化学熱処理は、トランスミッションの目的、動作条件、および全体寸法の要件に応じて選択されます。
歯車の支持力を高めるには、歯の表面の硬度を上げることをお勧めします。 接触強度に関する歯車の支持力は、歯の表面の硬度の2乗に比例します。 ただし、材料の硬度を上げると、曲げ強度に悪影響を及ぼします。 曲げ強度を向上させるためには、延性のある歯のコアを維持することが望ましい。 したがって、表面熱処理または化学熱処理が主に使用されます。
硬化方法:
· 正規化 180〜220 HBの硬度が得られるため、耐荷重は比較的小さくなりますが、同時にホイールの歯がうまく動き、加工時に得られる精度を維持します。 正規化されたホイールは通常、手動制御メカニズムなどの補助メカニズムで使用されます。
該当する鋼：40、45、50など。焼き付きに対する耐性を高めるために、歯車とホイールは次のもので作られている必要があります。 さまざまな素材.
· 改善表面とコアの硬度を200〜240 HB（小型ギアの場合は280〜320 HB）にすることができ、耐荷重は正規化よりもいくらか高くなりますが、ホイールの歯の動きは悪くなります。 通常、改良されたホイールは、寸法に関する厳密な要件がない場合、小規模で単一部品の生産に使用されます。
応用鋼：40、45、50G、35HGS、40Xなど。
· 高周波硬化（TVCh）は、かなり単純な硬化技術で平均耐荷重を示します。 最大3〜4mmの硬化層の深さで45〜55HRCの表面硬度を達成できます。 通常、HDTVの硬化の前に改善が行われるため、コアの機械的特性は改善中と同じです。 曲げ強度は、バルク硬化に比べて1.5〜2倍高くなります。 歯車の歯の硬度が高くなるため、うまく動きません。 ギアのサイズは事実上無制限です。 モジュールが3〜5 mm未満の場合、歯が煆焼され、大幅な反りと衝撃強度の低下につながることを覚えておく必要があります。
使用済み鋼：40Kh、40KhN、35KhM、35KhGSA。
· セメント固定（カーボンによる表面飽和）に続いてHDTV硬化と強制研削により、硬化層の深さが0.5〜2 mmで56〜63HRCの表面硬度を得ることができます。 耐荷重は高いですが、硬化技術はより複雑です。 バルク硬化と比較した曲げ強度は2〜2.5倍です。
鋼20Xは広く使用されており、重要な歯車、特に過負荷や衝撃荷重で動作する歯車には、鋼12XH3A、20XNM、18XGT、25XGM、15XFが使用されます。
· 窒化（窒素による表面飽和）は、表面層の高い硬度と耐摩耗性を提供し、その後の硬化や研削は必要ありません。 窒化により、硬化層の深さ0.2〜0.5 mmで58〜67HRCの表面硬度を得ることができます。 硬化層の厚さが薄いため、衝撃荷重下や激しい摩耗（汚れた潤滑剤、研磨剤）で作業する場合は窒化ホイールを使用できません。 窒化プロセスの期間は40〜60時間に達します。 通常、窒化は内歯車などの研削が難しいホイールに使用されます。
モリブデン鋼38Kh2MYuAが使用されますが、鋼40KhFA、40KhNA、40Khの窒化は、硬度は低くなりますが、粘度は高くなります。
· ニトロ炭化–ガス状媒体中での炭素と窒素による表面層の飽和とそれに続く焼入れにより、高い接触強度、耐摩耗性、耐焼付性が得られ、約0.1mm/時間以上のかなり高いプロセス流量が得られます。 反りが少ないため、多くの場合、研削を省くことができます。 表面層の窒素含有量により、浸炭よりも合金鋼の少ない鋼を使用できます：18KhGT、25KhGT、40Khなど。
2.4歯車の設計
歯車の設計は、そのサイズ、材料、製造技術、および運用要件によって異なります。
歯の空洞の円周の直径がシャフトの直径に近い小さなサイズの歯車は、シャフト（シャフトギア）と一体になっています（図2.3）。
原則として、シャフトへの着陸を可能にするホイールが取り付けられています。 これにより、シャフトとホイールに最適なさまざまな材料と熱処理を選択し、これらの部品の製造技術を簡素化し、摩耗後にホイールの歯を交換してシャフトを節約することができます。
小径歯車（ D£200mm）は通常、丸棒（£150 mm）、中実のディスクの形の鍛造または型押しされたブランク、または突き出たハブなどで作られています（図2.4）。
中型ホイール（ D£600mm）は、鍛造品、刻印または鋳造ビレットから作られ、ほとんどがディスクデザインです（図2.5）。
大きなサイズの歯車は、1つまたは2つの平行なディスク、リブで補強、または十字形、T型、Iビーム、楕円形、またはその他の断面スポークで中実にすることができます（図2.6）。
ギアリムの製造に高品質の鋼を使用する場合、コストを節約するために、ホイールをシュラウド（しっかりと固定）またはプレハブ（ボルトの取り付け、溶接または接着剤による）にすることができます（図2.7）。 。
1.ギア
1.1デザイン
2.ギアの摩耗と修理
2.1ギアの交換と修理
2.2ギアの修理方法
中古文献一覧
1. ギア
1.1 構造
ギアは、冶金店が装備しているほとんどすべてのメカニズムで使用されています（クレーンとホイスト、ローラーテーブル、切り替え装置のウインチ、ミルドライブなど）。
歯車の主な部品は歯車（歯車）です。 それらは、シャフトが同じ軸上にないときに、あるシャフトから別のシャフトに回転を伝達するのに役立ちます。
シャフトの相対位置に応じて、歯車が使用されます：円筒形、円錐形、およびらせん状。
平歯車は、回転を1つの平行シャフトから別の平行シャフトに伝達する役割を果たします（図1、a）。
かさ歯車は、軸の交点にあるシャフトからシャフトに回転を伝達するために使用されます（図1.6）。
はすば歯車を使用して、シャフトから軸が交差しているが交差していないシャフトに回転を伝達します（図1、c）。
米。 1.歯車：a-円筒形：b-斜角：c-ねじ：g-シェブロン歯車。
歯車とラックは、回転運動を往復運動に変換するために使用されます。
円筒形のホイールの歯は、真っ直ぐ（図1、aおよびb）、斜め、シェブロン（クリスマスツリー）にすることができます-図。 1、さん
シェブロンギアは、いわば、斜めの歯が接続された2つのギアで構成されています。
真っ直ぐな歯の歯車の操作中、1つまたは2つの歯が同時に噛み合い、その結果、トランスミッションの操作にはいくつかの衝撃が伴います。
噛み合いに関与する歯の数が増えるため、はすば歯または山形歯を使用することで、歯車列のよりスムーズな操作が実現されます。
歯車は、鋼の鍛造品、鋳鋼、圧延製品、または鋳鉄で作られています。 重要なギア（ホイストマシンなど）の場合、鋳鉄製のギアの使用は許可されていません。
歯車の分類。 歯車の目的、歯の種類、回転速度に応じて、歯車は製造公差と組立公差に応じて4つのクラスの歯車精度に分類されます（表119）。
表1歯車の分類
| クラス | 許容される | |||
| まさに- | ギアタイプ | の種類 | 地区の速度 | ノート |
| sti | 歯 | 高さ、m / s | ||
| 4 | 円筒形 | 真っ直ぐ | 2まで | 精度が高い場合に適用可能 |
| 斜め | »3 | 滑らかさがありません | ||
| 値だけでなく | ||||
| コニカル | 真っ直ぐ | " 1 | 手動およびアンロード | |
| 放送 | ||||
| 3 | 円筒形 | 真っ直ぐ | »6 | |
| 斜め | " 8 | |||
| コニカル | 真っ直ぐ | »2 | ||
| 斜め | "5 | |||
| 2 | 円筒形」 | 真っ直ぐ | " 十 | |
| 斜め | 「18 | |||
| コニカル | 真っ直ぐ | "5 | ||
| 斜め | " 十 | |||
| 1 | 円筒形 | 真っ直ぐ | 8以上 | 1必要に応じて、痛み |
| 斜め | " 15 | 1ショイ転送の滑らかさ | ||
| コニカル | 真っ直ぐ | "5 | カウントするだけでなく、 | |
| 斜め | " 十 | メカニズム |
歯車は開いた状態、半開いた状態、閉じた状態になっています。
オープンギアとは、油浴用のケーシング（リザーバー）がないギアです。 このようなギアは定期的にグリースで潤滑されています。 通常、これらの歯車は低速であり、主に単純な機械やメカニズムで使用されます。
セミオープンギアは、液体油浴用のリザーバーが存在するという点でオープンギアとは異なります。
クローズドギアと呼ばれ、ベアリングと一緒に特別なハウジングに取り付けられます。
ギアボックスはさまざまな方法で潤滑されます。
1）12〜14 m /秒を超える歯車の周速で、供給を伴うジェット方式で、歯車の噛み合いの開始ゾーンに噴射します。
2）12 m/s未満の歯車の周速で-浸漬による。
浸漬潤滑の場合、次の点に注意する必要があります。
a）ペアの大きい方のギアは、歯の高さの2〜3倍オイルに浸す必要があります。
b）ギアボックスに複数のステージがある場合、オイルレベルはギアの速度を考慮して決定されます。
後者の場合、低速段の歯車1が低速で回転するときにレベルb（図2）が許可されます。 中型および大型のギアボックス
米。 2.歯車のジェット潤滑。
米。 3.ディッピングによるギア潤滑のスキーム。
低地の車輪の速度、後者は大きい方の車輪の歯の高さの2〜3倍に浸され、オイルがレベルaに注がれます。 第1段の潤滑は、インペラに潤滑剤を供給する細い歯の補助歯車3を配置します。
ギアボックスに注入されるオイルの粘度は、速度と負荷に応じて選択されます。通常、粘度測定温度50°Cで4〜12°Eです。同時に、ユニットが動作する温度条件も異なります。考慮に入れて; 温度が上がると粘度の高いオイルが使用され、温度が下がると粘度の低いオイルが使用されます。
オープンギアは通常、グリース（固形油、コンスタリンなど）で潤滑されています。
ベアリングとギアボックスハウジングの接合線に沿って提供されるシールの詰め込み（図面）は、ギアボックスへのオイルの漏れやほこりの侵入を避けるために非常に注意深く実行する必要があります。
2. ギアの摩耗と修理
歯車は、歯の摩耗と破損という2つの主な理由で故障します。
摩耗は通常、1）不完全なクラッチと2）摩擦の増加（段階的な摩耗）の結果です。
最初のケースでの摩耗は、主に不十分な組み立ての結果であり、正しい組み立て（ラジアルクリアランスの厳密な遵守）は通常ありません。 ただし、ラジアルクリアランスの変化は、ベアリングシェルの摩耗の結果である可能性もあり、ベアリングの摩耗の結果として、ラジアルクリアランスの増加とその減少（スラストの仕事）の両方が発生する可能性があります。 。
運転中にライナーの負荷がクラッチの反対側に伝達されると、ライナーが摩耗するため、ラジアルクリアランスが大きくなる可能性があります。
ライナー（例えば、クレーンランナーの歯車の場合）にライナーの負荷がコードンの側面に伝達されると、ライナー（この例ではランナーライナー）が発達するにつれて、ラジアルクリアランスが減少する可能性があります。
どちらの場合も、ライナーを交換した後、ラジアルクリアランスが復元されます。
摩擦の増加による段階的な摩耗は、ギアを構成する材料の硬度、熱処理、潤滑剤の正しい選択、不十分なオイルの清浄度とタイムリーでないオイル交換、トランスミッションの過負荷など、さまざまな条件によって異なります。
機器を長時間トラブルなく操作するための主な条件は、適切な設置と操作中の適切な監視です。
歯車の歯の破損は、次の理由で発生します：歯車の過負荷、片側（歯の一端から）の負荷、歯のアンダーカット、ワークピース材料の知覚できない亀裂、および不十分な熱処理の結果としての微小亀裂、不十分な抵抗衝撃（特に、鋳物や鍛造品の焼きなましの失敗の結果として）、衝撃の増加、歯の間に入る硬い物体などに対する金属の影響。
米。 4.その後の溶接でスクリュードライバーの助けを借りて歯を修復します
原則として、磨耗および破損した歯のある歯車は修理の対象ではありませんが、交換する必要があります。このエンゲージメントに含まれる両方の車輪を同時に交換することをお勧めします。 ただし、噛み合っている大きなホイールが小さなホイールのサイズの何倍も大きい場合は、小さなホイールをタイムリーに交換する必要があります。これは、大きなホイールよりも約ギア比で早く摩耗します。 小さなホイールをタイムリーに交換すると、大きなホイールが摩耗から保護されます。
歯車の歯の摩耗は、ピッチ円弧に沿って数えて、歯の厚さの10〜20％を超えてはなりません。 低責任歯車では、歯の摩耗は歯の厚さの最大30％まで許容されますが、重要なメカニズムの歯車では、それははるかに低くなります（たとえば、荷重持ち上げ機構の場合、摩耗は15％を超えてはなりません：歯の厚さ、および歯車液体と溶銑を輸送するクレーンリフト機構のホイール-10％まで」）。
肌焼き層が厚さの80％1を超えて摩耗している場合、および肌焼き層にひびが入っている、欠けている、または剥がれている場合は、肌焼き歯のある歯車を交換する必要があります。
歯が折れているが、特に重要ではない歯車（たとえば、クレーンの移動機構）で2列以下の場合、次の方法で歯を復元することができます。折れた歯は切り落とされます。ベースには、歯の幅に沿って2つまたは3つの穴が開けられ、それらにねじ山が切り込まれ、スタッドが作成され、準備された穴にしっかりとねじ込まれ、スタッドが歯車に溶接され、金属が電気溶接によって溶接されます。歯車切断、フライス盤、平削り盤で、または手動でファイリングすることにより、歯の形状を与え、堆積した金属を歯に成形し、その後、復元されたプロファイルを相手部品への接着とテンプレートによってチェックします。
機械式トランスミッションの大部分はギアをベースにしています。 言い換えれば、ギアリングでは、力はギアのペア（ギアペア）の噛み合いによって伝達されます。 歯車は積極的に使用されており、回転速度、方向、モーメントを変更できます。
主なタスクは、回転運動を変換すること、および要素の配置や、ユニット、アセンブリ、およびメカニズムの操作に必要な他の多くの機能を変更することです。 次に、歯車の種類とその特徴、歯車の長所と短所について考察します。
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すでに述べたように、ギアリング（ギアリング）を使用すると、エンジンからの回転運動の伝達を効果的に実装できます。
並行して、移動が変換され、回転周波数、値、回転軸の方向などが変更されます。 そのようなタスクを実行するために、 他の種類ギア。 まず第一に、それらは通常、回転軸の位置に従って分類されます。
- 円筒歯車。 このような歯車は、通常は歯の数が異なる一対で構成されており、平歯車の歯車の軸は平行です。 また、歯数の比率は一般にギア比と呼ばれます。 小さい方の歯車はピニオンと呼ばれ、大きい方の歯車は歯車と呼ばれます。
ギアが先行していて、ギア比が1より大きい場合、ギアはギアよりも低い周波数で回転するため、そのようなギアは減速ギアです。 また、同時に、減少する可能性があります 角速度シャフトのトルクが増加します。 ギア比が1未満の場合、そのようなギアはオーバードライブになります。
- コニカルエンゲージメント。 特徴は、歯車の軸が交差し、回転が1つの角度または別の角度に配置されたシャフト間で伝達されることです。 このタイプのギアでどちらのホイールがリードしているかを考慮して、ギアはダウンシフトまたはアップシフトになります。
- ウォームギア。 このようなトランスミッションは、交差する回転軸を持っているという点で異なります。 ホイールの歯数とウォームの訪問数の比率の結果として、大きなギア比が得られます。 ワーム自体は、シングルスレッド、ダブルスレッド、または4スレッドです。 また 重要な機能ウォームギアこの場合、回転はウォームからウォームホイールにのみ伝達されると考えられます。 この場合、摩擦が大きいため、逆のプロセスは実現できません。 このシステムは、ウォームギアを使用しているため（たとえば、荷物を持ち上げるためのメカニズムで）、独立してブレーキをかけることができます。
- ラックアンドピニオン。ギアとラックを使用して実装できます。 このソリューションを使用すると、回転運動を並進運動に、またはその逆に効果的に変換できます。 たとえば、自動車では、ソリューションは通常、ステアリングデバイス（ステアリングラック）で使用されます。
- ねじ歯車。 このような歯車は、シャフトが交差している場合に使用されます。 この場合、噛み合いの歯の接触はポイントであり、歯自体は負荷の下でひどく摩耗します。 このタイプの歯車は、さまざまなデバイスでよく使用されます。
- 遊星歯車（）。 このタイプのエンゲージメントは、可動車軸を備えたギアを使用するという点で他のタイプとは異なります。 原則として、めねじを備えた堅固に固定された外輪があります。
中央の車輪と衛星を搭載したキャリアもあります。 これらの要素は静止ホイールの円周に沿って移動するため、中央のホイールが回転します。 この場合、回転はキャリアから中央ホイールに、またはその逆に転送されます。
歯車には、外部または内部の歯車を使用できます。 外側のものですべてが明確である場合（この場合、ギアリングスキームは歯が上にあると想定します）、内部係合では、大きい方のホイールの歯が内面にあります。 また、回転は一方向にのみ可能です。
上記の主な歯車の種類（歯車歯車）を考慮した上で、特定の運動学的スキームの特徴を考慮して、これらの種類をさまざまな組み合わせで使用できることを追加する必要があります。
- 歯車は、歯の形状、プロファイル、およびタイプも異なる場合があります。 違いを考慮して、インボリュート、サーキュラー、サイクロイドの歯車を区別するのが通例です。 この場合、技術的にこのソリューションは他のアナログよりも優れているため、最も頻繁に使用されるのはインボリュート歯車です。
まず、そのような歯は簡単なラックアンドピニオンツールでカットされます。 指定されたギアリングは一定のギア比を持ち、中心間距離の変位の程度にはまったく依存しません。 噛み合いの欠点は、高出力の伝達中に、歯の2つの凸面の小さな接地面が影響を与えることだけです。 その結果、表面の破損やその他の材料の欠陥が発生します。
また、丸歯車は、凸歯車の歯が凹歯車と噛み合っているという点で異なります。 これにより、接地面を大幅に増やすことができますが、これらのペアの摩擦力も大幅に増加します。
- 歯車自体のタイプ（平歯車、はすば歯車、山形歯車、曲線歯車）を個別に区別することもできます。 スパーは最も一般的なペアタイプであり、設計が簡単で、製造が安価で、操作が信頼できます。 この場合の接触線は、シャフトの軸に平行です。 このようなホイールは、製造コストが低いという特徴がありますが、はすば歯車や山形歯車に比べて、比較的小さな最大トルクを伝達することができます。
速度が非常に速い場合は、はすば歯車が最適です。 このソリューションにより、スムーズさとノイズリダクションを実現できます。 軸方向の力が発生するため、マイナス面は軸受に大きな負荷がかかると考えられます。
シェブロンホイールには、らせんペアに固有の多くの利点があります。 まず第一に、それらは軸力によってベアリングに追加の負荷を発生させません（力は多方向です）。
曲線ホイールは通常、最大のギア比が必要な場合に使用されます。 このようなホイールは、動作中の騒音が少なく、曲げ加工でもより効率的に機能します。
歯車と歯車は何でできているか
原則として、歯車は鋼をベースにしています。 この場合、ホイール自体が異なる強度特性を持つ可能性があるため、ギアの強度を高くする必要があります。
このため、歯車はさまざまな材料で作られ、そのような製品は追加の熱処理や複雑な化学的および熱処理も受けます。
たとえば、合金鋼で作られた歯車も表面硬化プロセスを経て、目的の特性（窒化、浸炭、またはシアン化）を実現するために使用できます。 歯車の製造に炭素鋼を使用する場合、材料は表面硬化されます。
歯に関しては、表面強度が非常に重要であり、コアも柔らかくて粘性がなければなりません。 これらの特性により、作業荷重面の破壊や急速な摩耗を回避できます。 また、重荷重がなく高速のメカニズムのホイールセットは鋳鉄製であると付け加えています。 また、ホイールセットの製造材料として、ブロンズ、真ちゅう、さらにはあらゆる種類のプラスチックを見つけることができます。
歯車自体は、鋳造またはスタンピングによって得られたブランクから作られています。 次に、切断方法が適用されます。 スライスは、コピー、実行の方法を使用して実行されます。 慣らし運転方式により、1つの工具（切削カッター、ウォームカッター、ラック）を使用してさまざまな構成の歯を作成できます。
コピーによる切断を行うには、フィンガーフライスが必要です。 切断後、熱処理を行います。 高精度の噛み合いが必要な場合は、そのような熱処理の後に研削と慣らし運転が追加で実行されます。
まず第一に、ギアトランスミッションの利点の中で、1つを選び出すことができます：
ギアトランスミッションの欠点もあります：
- 製造品質と設置精度に対する要件の増加。
- 高速では、歯のピッチとプロファイルの製造に不正確さが生じる可能性があるため、ノイズが発生します。
- 剛性を上げると動的荷重を効果的に補償できなくなり、破壊や滑りが発生し、欠陥が発生します。
最後に、メンテナンス中に、メカニズムを検査して、ギア、ギア、および歯の状態に損傷、亀裂、欠けなどがないかどうかを確認する必要があることに注意してください。
エンゲージメント自体とその品質もチェックされます（多くの場合、歯に塗布されるペイントが使用されます）。 ペイントを塗ると、接地面のサイズと、歯の高さに対する相対的な位置を調べることができます。 噛み合いを調整するために、ベアリングアセンブリに配置されたシムが使用されます。
まとめ
ご覧のとおり、ギアリングは、さまざまなユニット、アセンブリ、およびメカニズムで使用されるかなり一般的なソリューションです。 そのような歯車にはいくつかの種類があることを考えると、いずれかの種類を使用する前に、設計の一部として、設計者は運動学的および 電力特性さまざまなメカニズムとユニットの操作。
いくつかの機能と負荷を考慮して、ギアトランスミッションのタイプ、その寸法が選択され、負荷の程度が決定されます。 その後、歯車ペアの製造材料の選択、および必要な歯の加工と切断の方法が実行されます。 計算では、エンゲージメントモジュール、変位値、ギアとホイールの歯の数、車軸間の距離、リムの幅などが個別に考慮されます。
同時に、歯車とその資源の耐用年数を決定する主な条件は、歯の表面の全体的な耐摩耗性と、歯の曲げ強度であると考えられています。 歯車機構の製造設計の枠組みの中で、所望の特性を得るために、これらの特徴に特別な注意が払われています。
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