歯車の精度www.tool-tool.com

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歯車は動力と回転を伝達する機械要素です。この歯車に要求される性能としては、

より大きな動力を

できる限り小さな歯車で

静かに

正確に

伝達することです。

これらの要求を満足させるには、歯車の精度を高めることが、どうしても必要となります。 この章では、この「歯車の精度」について説明いたします。

平歯車及びはすば歯車の精度に関しては、以下の規格に規定されていますから、ここでは、この規格にそって説明します。

JIS B 1702 :1998　円筒歯車 ― 精度等級　第一部:歯車の歯面に関する誤差の定義および許容値について
（この規格においては、0等級が最も高精度で、12級が最も低精度とする13精度等級からなります。）

JIS B 1702 :1998　円筒歯車 ― 精度等級　第二部:両歯面かみあい誤差および歯みぞの振れの定義並びに精度許容差
（最高精度4級、最低精度12級の9等級で構成されます。）

― 従来の0～8級までの9精度等級で分類されていたJIS B 1702 :1976とは多くの点において異なります。 新・旧規格間の等級においての混乱を避けるため、1998年度版の新規格の精度等級には、接頭にNを付けN○級と呼称表示を行います。 ―

単一ピッチ誤差 （fpt）
単一ピッチ誤差とは、隣り合った同じ側の歯面のピッチ円上における実際のピッチと、理論ピッチとの差です。

図5.1 単一ピッチ誤差 fpt

累積ピッチ誤差 （Fp）
累積ピッチ誤差とは、歯車全歯面領域での最大累積ピッチ誤差であり、累積ピッチ誤差曲線の全振幅で表現されます。

図5.2 累積ピッチ誤差 Fp

図5.3 ピッチ誤差の例

全歯形誤差 （Fα）
全歯形誤差とは、決められた歯形検査範囲で、実歯形を挟む設計歯形線図間の距離です。

図5.4 全歯形誤差 Fd

全歯すじ誤差 （Fβ）
全歯すじ誤差とは、決められた歯すじ検査範囲で、実歯すじを挟む二つの設計歯すじ間の距離です。
この全歯すじ誤差は、歯当たりに影響します。 この誤差が大きいと歯幅端部に歯当たりが集中する悪い歯当たりとなります。 このような歯当たりをさけるためには、クラウニングとかエンドレリーフなどの歯すじ方向の修正を行います。
図5.6にはツァイス(ZEISS)UMC 550にて歯形誤差および歯すじ誤差を測定した例を示します。

図5.5 全歯すじ誤差 （Fβ）

図5.6 歯形誤差および歯すじ方向誤差の測定例

両歯面全かみあい誤差 （Fi " ）
両歯面全かみあい誤差とは、被検査歯車の両歯面を同時に親歯車の両歯面に接触させた状態で被検査歯車を完全に1回転させたとき、 中心距離の最大値と最小値の差です。

図5.7 両歯面全かみあい誤差線図

歯みぞの振れ （Fr ）
歯みぞの振れの値は、歯車の全歯みぞに測定子(玉、ピン等)を順次挿入し、 測定子半径方向位置の最大値と最小値との差です。
この歯みぞの振れは、歯車の騒音などに悪い影響を与えるもので、 歯車加工または研削するときの取付具の振れがそれに大きく影響します。 最近では機械の精度が向上していますから、歯みぞの振れを小さくするには、 良い取付具を使って歯車を加工または研削しなければなりません。 図5.8に歯みぞの振れ線図を示します。歯みぞの振れの中には、偏心が含まれています。

図5.8 歯数16の歯みぞの振れ

かさ歯車の精度に関しては、JIS B 1704 :1978に規定されていますから、 ここでは、この規格にそって説明します。
0～8級までの9等級に分類しています。
歯車の許容誤差に関しては、次の4項目を規定しています。

(1)　単一ピッチ誤差
(2)　隣接ピッチ誤差
(3)　累積ピッチ誤差
(4)　歯みぞの振れ

これらの許容誤差の用語の意味は、平歯車及びはすば歯車の精度のものと、ほぼ同じです。

(1)　単一ピッチ誤差
隣り合った歯の平均円すい距離におけるピッチ円上の実際のピッチから、その正しいピッチを引いた値。

(2)　隣接ピッチ誤差
平均円すい距離におけるピッチ円上の隣り合った二つのピッチの差の絶対値。

(3)　累積ピッチ誤差
平均円すい距離におけるピッチ円上の任意の二つの歯の間の実際のピッチの和から、その正しい値を引いた値。

(4)　歯みぞの振れ
玉などの接触片を、平均円すい距離における歯みぞの両側歯面にピッチ円付近で接触させたときのピッチ円すいに直角な方向における位置の最大差。

表5.1には、単一、累積ピッチ誤差、歯みぞの振れ許容値の計算式を示します。

表5.1 単一、累積ピッチ誤差、歯みぞの振れ許容値の計算式(μm)

等級
単一ピッチ誤差

累積ピッチ誤差

歯みぞの振れ

JIS 0
0.4W +2.65
1.6W +10.6

1
0.63W +5.0
2.5W +20.0

2
1.0W +9.5
4.0W +38.0

3
1.6W +18.0
6.4W +72.0

4
2.5W +33.5
10.0W +134.0

5
4.0W +63.0
－

6
6.3W +118.0
－

7
－
－

8
－
－

ここに、
W ： 公差単位

d ： 基準円直径 （mm）

表5.2には、隣接ピッチ誤差許容値の計算式を示します。

表5.2 隣接ピッチ誤差許容値の計算式(μm)

単一ピッチ誤差 k
隣接ピッチ誤差

70以下
1.3k

70をこえ100以下
1.4k

100をこえ150以下
1.5k

150をこえるもの
1.6k

これら歯車の許容誤差のほかに、かさ歯車素材の寸法及び角度の許容差、振れの許容値なども、 次の8項目について規定していますが、ここでは詳細な説明は省略します。

歯車素材外径及び外端歯先円から基準背面までの距離の許容差

歯車素材の歯先円すい角の許容差

歯車素材円すい面の振れの許容値

歯車素材側面の振れの許容値

歯車素材背面のそりを調べるすきまゲージの寸法

歯車素材軸の振れの許容値

歯車素材穴の直径不同の許容値

歯当たり

このなかで特に重要であるのは、 の歯当たりです。
他の歯車精度がよくても、歯当たりが悪いかさ歯車は、充分にその性能を発揮することができません。

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