性能に優れた新歯形歯車の開発
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●期待される応用分野・用途
・コンパクトな歯車が要求される機械
・歯車ポンプ
●技術的特徴・アピール点など
・サイクロイド歯形の長所を生かし,その欠点を改良した2種類の新歯形歯車
a) インボリュート・サイクロイド合成歯形歯車
b) 修正サイクロイド歯形歯車
・歯元応力は,インボリュート歯形歯車よりも低く曲げ強度が高い.
・インボリュート歯形歯車よりもピッチング耐久限度が高い.
・インボリュート歯形歯車に比べてかみあい損失を30-50%低減することができる.
●テーマ内容説明
1.サイクロイド歯形
○ 凸面と凹面がかみ合うため,歯面の接触応力がインボリュート歯形よりも低い.
○ 歯元の歯厚が大きいため,歯元の曲げ応力がインボリュート歯形より低い.
× ピッチ点で相対曲率半径が0となるため接触応力が無限大になる.
a) インボリュート・サイクロイド合成歯形歯車
サイクロイド歯形歯車のピッチ点付近をインボリュ−ト曲線で置き換え.
ピッチ点付近−インボリュート歯形
歯末,歯元部分−サイクロイド歯形
図1 インボリュート・サイクロイド合成歯形(左図:歯形,右図:基準ラック)
b) 修正サイクロイド歯形歯車
サイクロイド歯形歯車のピッチ点付近を切り取り,
歯末サイクロイド曲線と歯元サイクロイド曲線をつないだもの.
図2 修正サイクロイド歯形(左図:歯形,右図:基準ラック)
2.曲げ強度
(a) 歯形
(b) 最大値
図3 歯元応力(平歯車)
3.歯面強度
図4 ピッチング耐久限度(はすば歯車)
4.効 率
図5 歯面摩擦損失(はすば歯車)
5.歯車ポンプへの応用
図6 インボリュート・サイクロイド合成歯形歯車ポンプ