平歯車とはすば歯車：平行軸ドライブの選定ガイド

伝達精度、騒音、負荷容量について平歯車とはすば歯車を比較します。PinyiGearはDIN 6-8グレードの精度カスタマイズで両タイプを供給します。

歯車伝達の機能

噛み合う歯は回転運動とトルクを一つの軸から別の軸へ伝達します。これは産業機器全体における基本的なタスクです。平行軸ファミリーの中で、平歯車とはすば歯車がアプリケーションの大部分を占めています。

要約：低速で重負荷のドライブや複雑でないレイアウトには平歯車で十分です。周速が高く、静かで、徐々に歯が噛み合うことが重要な場合には、はすば歯車が好まれます。PinyiGearは両タイプを製造し、DIN 6～8の範囲で精度をカスタマイズします。

パラメータ比較：平歯車対はすば歯車

  • 歯の方向：軸線に平行
    • はすば：ねじれ角βで傾斜、通常8°～20°
  • かみ合い率：約1.5～1.8
    • はすば：約2.0～3.5、したがってより高い
  • 音圧：60～75 dB、より騒音の大きい選択肢
    • はすば：45～60 dB、明らかに静か
  • 軸方向反力：なし
    • はすば：発生するため、スラスト軸受が必要
  • 負荷能力：中程度、接触応力はおよそ500～800 MPa
    • はすば：高、接触応力はおよそ700～1100 MPa
  • ピッチ線速度限界：最大20 m/s
    • はすば：最大40 m/s
  • 効率：96%～98%
    • はすば：94%～97%
  • 相対コスト：基準、より低い数値
    • はすば：15%～30%高価
  • 典型的なアプリケーション：低速ギヤボックス、農業機械、手工具
    • はすば：自動車用ギヤボックス、工作機械主軸、ファン

数値の取得方法：モジュール1～6、20CrMnTiの浸炭焼入れ後、DINグレード6の精度、標準試験条件。

5つの選定ステップ

ステップ1 — 負荷と使用係数

原動機と従動機械の組み合わせから使用係数KAを決定します（通常1.0～2.0の間）。

  • 公称トルク：T = 9550 × P / n（PはkW、nはrpm）
  • 設計トルク：T_calc = T × KA

厳しい負荷ケースについては、PinyiGearの歯車製造能力をご参照ください。

ステップ2 — モジュールと歯数

  • 動力を伝達する歯車：モジュール≥2.5
  • 小モジュール計器用歯車：モジュール0.5～1.5
  • 切り下げを防ぐため、ピニオン歯数Z1≥17を原則として維持

ステップ3 — 材料選定と熱処理

  • 45#鋼：焼入れ焼戻し後、歯面を高周波焼入れ
    • 歯面硬さ：HRC 40～50
    • 用途：低～中速、通常負荷
  • 20CrMnTi：浸炭焼入れ
    • 歯面硬さ：HRC 58～62
    • 用途：重負荷、衝撃
  • 40Cr：焼入れ焼戻し後、窒化
    • 歯面硬さ：HV 500～650
    • 用途：厳しい精度目標、変形最小
  • 42CrMo：焼入れ焼戻し後、歯面焼入れ
    • 歯面硬さ：HRC 45～55
    • 用途：大径歯車、鉱山機械

ステップ4 — 精度グレード

仕様詳細
DINグレード6高速精密伝達（≤30 m/s）
DINグレード7一般産業伝達（≤20 m/s）
DINグレード8低速汎用伝達（≤10 m/s）

PinyiGearはDIN 6～8グレードの精密歯車をカスタマイズし、各注文に完全な歯形検査報告書を添付します。

ステップ5 — 強度検証

以下の両方のチェックを満たす必要があります：

  1. 接触強度 σH ≤ [σH] — 歯面をピッチングから保護
  2. 曲げ強度 σF ≤ [σF] — 歯の破折から保護

20CrMnTiはすば歯車の製造ルート

  1. ブランク鍛造 → 焼ならし、硬さHB 160～200
  2. 粗旋削 → 0.5～1.0 mmの取り代
  3. ホブ切りまたは形削り → 研削用に0.2～0.3 mmの取り代を残す
  4. 浸炭焼入れ → 有効硬化層深さ0.8～1.2 mm、HRC 58～62
  5. 歯車研削 → ねじ状砥石研削盤；DIN 5～6までの精度が達成可能
  6. 洗浄とバリ取り → 任意で歯形修整
  7. 最終検査 → 歯形とねじれの測定、接触パターン検査、振れ検査

鍛造から始まり完成品で終わるまで、PinyiGearはフルプロセス精密加工をワンストップサービスとして提供します。

直交軸および交差軸用ドライブ

ウォームギヤドライブ

ウォームギヤは直交、交差軸の動力伝達をカバーします：

  • 一段で大きな減速比（i = 10～80）
  • 進み角≤3.5°で自鎖性
  • 効率は低め（40%～90%、進み角により決定）
  • ホイスト、割出しテーブル、バルブアクチュエータなどに適用

ウォームギヤソリューションはPinyiGearのウォームギヤ製品ラインから入手可能です。

かさ歯車

かさ歯車は交差軸間、通常90°で運動を伝達し、直歯とまがり歯の構成があります：

  • 直歯かさ歯車：製造が容易、低速（≤5 m/s）に適切
  • まがり歯かさ歯車（グリーソン歯形）：静かな運転、高速（≤30 m/s）に適切
  • 一般的に使用される材料：20CrMnTi、17CrNiMo6

PinyiGearのかさ歯車製品シリーズをご覧ください。

適用事例

包装機械の顧客が平歯車ドライブを運転し、72 dBを測定しました。PinyiGearエンジニアの助言に従い、同じ中心距離でのはすば歯車（β=15°）に変換しました。音圧は55 dBに低下し、負荷容量は25%増加し、設備のMTBFは3,000時間から6,000時間になりました。

タイプの選定と今後の進め方

タイプ選定は使用寿命、騒音レベル、保守費用に影響します。ピッチ線速度が20 m/sを超える場合や静かな運転が優先される場合、はすば歯車が第一選択です。コストが支配的で速度が低い場合、平歯車は信頼できる選択肢です。

選定にお困りですか？ PinyiGearは無料の技術相談と図面レビューを提供します。

詳細情報：PinyiGear公式ウェブサイトをご覧いただくか、図面をsales@dgpinyi.comまでメールでお送りください。

関連情報