歯車/ギア

歯車のバックラッシュの規定値判断方法/モジュールとピッチ円直径

バックラッシュとは

バックラッシュとは歯車(ギア)の歯面間の「すき間」の事です。

 

平歯車

 

バックラッシュの必要性

バックラッシュは「少ない」方が「応答性が良く」「停止精度も高い」のですが歯車の種類に応じてバックラッシュの規定値が必ずあり、その規定値の範囲ですき間の数値を合わせなけれまいけません。

 

なぜバックラッシュ(すき間)が必要なのか?には下記の理由が上げられます。

  • 歯車の製作精度誤差を吸収
  • 油膜形成
  • 熱膨張
  • シャフト(軸)の振れ吸収
  • 負荷時のたわみを吸収

 

このような理由がありバックラッシュは必ず必要となります。

*今回は歯車の取付に必要なバックラッシュ値の判断を現場で行う場合の解説です。

 

バックラッシュ値の確認方法

バックラッシュ値は歯車のモジュール(歯の大きさを表す単位)が「幾つなのか?」が分からないと判断できません。

モジュールは歯車の「型番」「図面」「パッケージ」に記載されていますが、現場で判断する場合にはそうもいきません。

++モジュールの解説++

モジュールとは歯の大きさを表す単位です。歯車の大きさに対して歯数が幾つかによって一つ一つの歯の大きさが変わります。例えば歯車の大きさは同じ場合で、歯数が多いと歯の大きさは小さくなり、歯の数が少ないと歯の大きさは大きくなります。

【モジュール値が少ない=歯が小さい モジュールが大きい=歯が大きい】

 

それでは現場ではどのようにしてモジュールを判断すれば良いのでしょうか?

 

私の場合は下記の計算式でモジュールを求めています。

モジュールの計算

モジュール(m)=ピッチ円直径(d) ÷ 歯数(Z)

 

ピッチ円直径(基準円直径)とはピッチ円の直径の事でピッチ円とは噛み合う歯車の接する円の事です。

モジュールを計算する為にはこの「ピッチ円直径が幾つなのか」が判断必要です。

 

引用抜粋:KHKの歯車ABC 基礎編 P16

 

とは言うもののピッチ円直径がいくつなのかは計算が必要なのですが、設計でもない私のような作業者が現場で行うには実測する方が良さそうです。実測でピッチ円直径を測定するのも曖昧ですが、計算した時に(ピッチ円直径÷歯数)割り切れる数値になるはずです。

*あまりにも小さな歯車は測定困難ですので実測は困難だと思われます。

 

引用抜粋:小原歯車工業 3.1 歯車の歯形及び寸法

JIS 規格で決められた一般機械及び重機械用の平歯車及びはすば歯車に用いるモジュールの標準値を表3.2 に示します。 できるだけⅠ列のモジュールを用いること、及びモジュール6.5 は出来るかぎり使用しないことが推奨されています。

 

下記に実測例を載せていますが、この場合のピッチ円直径は60mmで歯数が12です。

60(ピッチ円直径) ÷ 12(歯数) = 5(モジュール) となりこの歯車のモジュールは「5」となります。計算値がモジュールの規格値に合わない場合は何度かピッチ円直径を変えて計算すると良いと思います。

 

測定イメージ

 

一覧

ここまで現場でのモジュールの求め方を解説しましたが、モジュールが分かれば下記に示す算出表に従ってバックラッシュ値を求めることが出来ます。バックラッシュ値が分かればダイヤルゲージを使用して調整すれば完了です。

*厳密には歯当たりも確認する必要があります。

 

バックラッシュ値の算出に必要な情報

  • モジュールの値
  • ピッチ円直径の値

 

引用抜粋:小原歯車工業 平歯車及びはすば歯車のバックラッシュ

 

引用抜粋:小原歯車工業 かさ歯車のバックラッシュ

 

まとめ

今回は現場でバックラッシュ値を判断する方法を考えてみました。バックラッシュ値は算出表が必要ですからその都度確認する必要がありますが、バックラッシュ値を算出する為のモジュール(歯の大きさ)はその場で計算できると思いますので、算出表さえあれば判断可能だと思います。

*ピッチ円直径を実測で求める曖昧さについては豪容赦ください。

以上です。

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