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NC加工のためのすぐばかさ歯車の モデリング方法

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NC加工のためのすぐばかさ歯車の モデリング方法
NC加工のためのすぐばかさ歯車の
モデリング方法
いわき明星大学
高三徳、高ユ
1
かさ歯車とは
かさ歯車(ベベルギア)は、回転を伝
える軸と伝えられる軸が平行でなく、
ある角度(ふつうは90°の場合が多
い)をもつ場合の動力や運動の伝達
に使用されるものである。
右図(a)はすぐばかさ歯車で,歯筋
が放射状であり, (b)は歯筋が傾斜し
たはすばかさ歯車,(c)はまがりばか
さ歯車といって,歯のねじれ線の形状
が円弧の一部からなっているもので,
すぐばかさ歯車に比して,高速度で静
かな伝動ができる長所がある.なお
(d)に示すように,ハイポイドギヤと
いって,2軸か同一平面上で相交わら
ないかさ歯車もある.
2
研究の背景と目的
かさ歯車は円錐面上に、放射
状に歯を備えた歯車であるので、
その加工は複雑な専用歯切り
盤と工具が必要である。本研究
では、汎用NCフライス盤または
マシニングセンタとボールエンド
ミルを用いた、試作または少量
生産のすぐばかさ歯車のモデル
を汎用3次元CADソフトで作成
方法を提案し、小径ベベルギア
のモデルを作成する。
3
標準かさ歯車の仕様と計算公式
外端
4
歯形曲線
rk =
rb
cos(α k )
θ k = tan(α k ) − α k
KHK歯車計算ソフト:
GCSW for Windows Ver. 3.04
インボリュート曲線
A
歯先円
Pk
rk
r
θk
rb
ピッチ円
F
歯底円
αk
O
基礎円
5
外端歯形曲線の作成
投影
問題点: 平面歯形 → 外端円錐面上歯形
外端
円錐
面
歯車仕様
モジュール:m=0.5mm
歯数:z=20
圧力角:α=20
ピッチ円錐角:δ=26.4482
投
影
平面歯形
KHK歯車計算ソフト
DXFデータ
仮の外端
歯形
3次元CADソフトHyperCAD
転送
6
歯形のスケール
δ
外端
円錐
面
円周方向:
投影cos(δ)
仮の外端の歯形
定義平面
上の歯形
円周方向:
スケールで歯先を繋ぐ
δ
定義平面
スケール中心
Sx=cos(δ)
x
y
z
Syは試
行計算
7
円周方向のスケール
Sy = 1−
1 − cos(δ )
πmz / 2
0.152
S
y=
=0 Sx =
.8 co
95 s
33 (δ
74 )
概算式
Sy=0.985
0.0006
s(δ
-co
-(1 3337
=1
S y 0.99
=
))/π
0.0135
r
8
円台ソリッドの作成
回転体
9
歯形の投影
外端円錐面
(投影歯形)
投
影
歯形定義平面
(平面歯形)
10
歯溝の作成
頂点向かっての押出面
面によりソリッドを切断
11
歯の完成
12
応用例
13
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