平歯車とは？種類や特徴について
目次
- 1.平歯車とは？
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2. 平歯車の特徴
- 2-1.歯車種類（平歯車以外）
- 2-2.平歯車の各部名称
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3.平歯車の種類と選定要素について
- 3-1.平歯車タイプ
- 3-2.固定部形状
- 3-3.材質
- 3-4.モジュール
- 3-5.歯数
- 4.平歯車の選定方法
- 5. 平歯車をはじめ加工部品を簡単に手配する方法
- 6. まとめ
平歯車とは？
歯車は、一般的に歯が円筒形に刻まれた部品で、2つの歯車を噛み合わせて一方を回転させると回転運動をもう一方に伝達することができます。平歯車とは、歯車の中でも多く使用されている種類で、2軸が平行な場合の動力伝達に使用されます。
平歯車の特徴
平歯車は、歯が軸に対して平行かつ均一に並んでいるため軸が平行な場合に回転運動を他の部品に伝えることができます。歯車の基本的な形状役割を持ち、例えば、コンベヤーや搬送装置、自動車のトランスミッション、工作機械の動力伝達など、多くの機械で平歯車が用いられています。
平歯車は軸が平行な場合にのみ使用されますが、その他にも直角（交差）に交わる軸に対して使用する「かさ歯車」、回転運動を変えるウォームギアなど食い違い軸の歯車があります。
1 歯車種類（平歯車以外）
平歯車は先述の通り、2軸が平行な場合に使われる歯車です。他にも2軸の関係性によって歯車の種類があります。参考までにご紹介します。
| 歯車種類 | 特徴 |
|---|---|
はすば歯車
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軸の関係性：平行 歯が斜めに配置されており、噛み合う際に接触面が徐々に広がるため、静かな動作と滑らかな動力伝達が特徴的です。 |
やまば歯車
|
軸の関係性：平行 円筒面の左右対称に斜めの歯が刻まれており、通常の歯車より安定した動力伝達が特徴的です。 |
かさ歯車
|
軸の関係性：交差 円錐形の歯車で回転方向を直角に変える用途で使用されます。すぐばかさ歯車、はすばかさ歯車、まがりばかさ歯車など複数の種類があります。 |
ウォームギア
|
軸の関係性：平行・交差もしない ねじ状のウォームとウォームホイールで構成され、回転軸が交差する形で動力を伝達します。必ずウォームからウォームホイールに動力が伝えられ、減速比が高いのが特徴です。 |
2 平歯車の各部名称
基本的な歯車の各部名称についてご紹介します
①歯先円
歯の先端を結んだ円のことで、いわゆる歯車の外径。
②歯底円
歯の根元を結んだ円。
③ピッチ円
噛み合う歯車同士が理論的に接触する円のことで、動力伝達の基準となる部分です。
④モジュール
ピッチ円直径を歯数で割った値のことで、一般的には、負荷が高ければ高いほど大きいモジュールを選定します。
⑤歯数
歯数の合計。
⑥圧力角
歯と歯が噛み合う力の方向を示す角度。
平歯車の種類と選定要素について
平歯車の選定の際、形状や歯数などといった種類を選択する必要があります。 ここでは、平歯車の形状、モジュール、歯数、材質について解説します。
1 平歯車タイプ
平歯車には、主に外歯車と内歯車の２種類があります。
| 平歯車種類 | 特徴 |
|---|---|
外歯車
|
外歯車は、歯が外側に向いている最も一般的なタイプの平歯車です。２つの外歯車を組み合わせて使用することで、回転運動を同じ平面上で伝達します。 |
内歯車
|
内歯車は、歯が内側に向いている歯車で、外歯車と組合せ使用されます。 |
2 固定部形状
①ボスありなし
平歯車の固定部には「ボスあり」と「ボスなし」の形状種類があります。ボスありの歯車は、中心にボスと呼ばれる突出部分がある形状です。ボスにより歯車をシャフトにしっかりと固定できるのが特徴です。
②キー溝ありなし
平歯車にシャフトをしっかりと固定するためにキー溝が付いたタイプです。特に高いトルクを伝えるケースでよく選ばれます。
3 材質
平歯車の材質には、使用する環境や求められる性能に応じて選定します。
| 材質種類 | 特徴 |
|---|---|
| 金属製 | 金属製の平歯車は、強度が高く耐摩耗性にすぐれているため、高トルクがかかる場合や過酷な使用環境に適しています。 |
| 樹脂製 | 樹脂製の平歯車は、軽量で静音性に優れており、低負荷の機械や家電製品など、静音性が求められる場面で使用されています。また、耐腐食性もあり、軽負荷の用途に適しています。 |
4 モジュール
平歯車の「モジュール」とは、歯の大きさや間隔を示す数値です。モジュールは、歯車の歯のピッチ円直径を歯数で割った値であり、モジュールが大きいほど歯車の大きさは大きくなります。モジュールは、歯車を適切に嚙合わせるために重要な要素で、同じモジュール の歯車同士でなければ、正しく噛み合わず動力を確実に伝達することができません。 モジュールの値はJIS規格 で定められています。 ミスミCナビでは、0.3、0.5、0.8、1、1.5の標準値から選定することができます。
5 歯数
平歯車の歯数は、歯車の円周に刻まれている歯の数です。歯数は、減速比や回転運動に影響を与えます。噛み合う歯車の歯数比によって回転速度の変化が決まります。例えば、駆動側の歯車の歯数が少なく、従動側の歯車の歯数が多い場合、減速効果が得られます。逆に、駆動側の歯数が多く、従動側が少ない場合には増速効果が得られます。用途に応じて歯数の組合せを適切に選定することで、機械の動力伝達の目的に合った性能を出すことにつながります。
平歯車の選定方法
平歯車の選定は、機械装置の性能や用途に合ったものを選ぶことが必要です。 選定方法をご紹介します。
| 選定要素 | 内容 |
|---|---|
| ①材質の選定 | 平歯車が使用される環境（温度、湿度、負荷など） を確認し適切な材料を選定します。 |
| ②モジュール・歯数の選定 | 回転数やトルクを考慮し、動力伝達に適したモジュールと歯数を決定します。詳細はこちら＞ |
| ③固定部形状の選定 | 歯車が取り付けられるシャフトの径や取り付け方（ボス、キー溝など）を決めます。例えば、高トルクの場合、シャフトと歯車がしっかりと固定できるようにキー溝付きの歯車を選定します。 |
選定要素②のモジュール・歯車の選定について
モジュールと歯数が決まれば、必然的にピッチ円直径（基準円直径）と歯先円直径が決まります。関係性については以下の表をご参照ください。
平歯車をはじめ加工部品を簡単に手配する方法
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まとめ
平歯車の基本的な特徴、各部名称、種類や選定方法などについてご紹介しました。平歯車は、歯車種類の中で最もシンプルな円筒形のタイプであり、2軸が平行な機械の動力伝達において役割を果たします。製造コストが他の歯車に比べて比較的抑えられるため、広く機械で使用されています。平歯車の種類に外歯と内歯といった形状タイプ、材質、モジュール・歯数など各種選定要素があります。平歯車を選定する際には、使用環境、用途、取り付け方法など考慮し選定することが重要です。また歯車をはじめとする加工部品（板金、フライス、旋盤、溶接、非金属など）の調達はミスミCナビが便利です。画面上で寸法を直接入力するだけで加工部品を簡単に手配することが可能です。設計・調達における面倒な手間を削減できますので、ぜひご活用ください。本記事が歯車選定の一助になれば幸いです。
