ウォームギアの仕組み

ウォームギア機構は、2 つの千鳥状シャフト間で運動と動力を伝達するために一般的に使用されます。ウォームギヤとウォームは、ミッドプレーンのギヤとラックに相当し、ウォームはねじと同様の形状をしています。

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では、ウォームギアはどのように機能するのでしょうか? 今日はそれを共有します。

ウォームギヤ機構は通常、90度の交互角度で2軸を持ち、駆動部としてウォームを使用するのが一般的です。外観上、ウォームはボルトに似ており、ウォームギヤははすば円筒歯車に似ています。動作中、ウォームギアの歯はウォームの螺旋面に沿って滑り、転がります。ギヤ歯の接触を良くするため、ウォームギヤを歯幅方向に沿って円弧状にし、ウォームギヤの一部を覆うようにし、ウォームとウォームギヤの噛み合いが点ではなく線接触となるようにしました。接触。

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ウォームギヤ伝動装置はウォームとウォームギヤから構成されます。一般に、ウォームは駆動部分です。ねじと同様に、ウォームギアも右巻きと左巻きのウォームドライブに分けることができ、それぞれ右巻きウォーム、左巻きウォームと呼ばれます。ウォームの螺旋が 1 つだけの場合、それはシングルヘッドウォームと呼ばれます。つまり、ウォームが 1 回転し、タービンが 1 つの歯を回転します。ウォームに 2 つの螺旋がある場合、それは双頭ウォームと呼ばれます。つまり、ウォームが 1 回転すると、タービンは 2 つの歯を回転します。。
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ウォームギヤの特徴：
1. 千鳥軸ヘリカルギヤ機構に比べてコンパクトで大きな伝達比が得られます。
2. 両車輪の噛み合い歯面は線接触となっており、千鳥軸はすば歯車機構に比べて耐荷重能力が大幅に向上します。
3. ウォーム伝動はネジ伝動と同等の多歯噛み合い伝動なので、伝動が安定し騒音も小さいです。
4. セルフロック。ウォームのリード角が、噛み合うギアの歯間の等価摩擦角より小さい場合、機構はセルフロックであり、逆セルフロックを実現できます。つまり、ウォームはウォームギアのみを駆動でき、ウォームは駆動できません。装備。たとえば、昇降機械に使用されるセルフロックウォーム機構には、安全保護を提供できる逆セルフロック機能が備わっています。
5. 伝達効率が低く、摩耗が激しい。ウォームギヤで変速する場合、噛み合うギヤ歯間の相対滑り速度が大きいため、摩擦損失が大きく効率が低くなります。一方、相対的な滑り速度は歯面の摩耗と熱を著しく増加させます。熱を放散して摩耗を軽減するために、摩擦低減や耐摩耗性に優れたより高価な材料や優れた潤滑装置が使用されることが多く、コストが高くなります。。
6. ウォームの軸力が大きい。
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ウォームギア伝動装置では、ウォームギアの歯の故障モードには、孔食、摩耗、接着、歯の曲がりや破損が含まれます。しかし、一般的なウォームは伝達効率が低く、摺動速度が大きく、発熱しやすいため、固着や摩耗損傷が多くなります。
接着を避け、摩耗を遅らせるために、ウォームギアトランスミッションの材料には、耐摩擦性、耐摩耗性、および耐接着性の特性がなければなりません。一般にウォームは炭素鋼や合金鋼で作られています。トランスミッションの耐荷重性を向上させるために、スパイラル表面は熱処理（焼き入れ、浸炭など）を施して高硬度（HRC45～63）にし、研削またはホーニングを施します。ウォームギヤは主に青銅製です。重要ではない低速トランスミッションには真鍮や鋳鉄が使用される場合があります。固着を防止し、摩耗を遅らせるには、良好な潤滑剤を選択し、固着防止添加剤を含む潤滑剤を使用する必要があります。
ウォームドライブの接着と摩耗に関する成熟した計算方法はありません。歯面接触応力は歯面の固着や摩耗を引き起こす重要な要素であるため、歯面接触強度の計算は依然としてウォーム伝達の基本計算です。また、歯の曲げ強度を確認することもあります。一般に、ウォーム歯は損傷しにくいため、通常は歯の強度を計算する必要はありませんが、必要に応じてウォームシャフトの強度と剛性を確認する必要があります。クローズドトランスミッションの場合は、熱バランスの計算も実行する必要があります。ヒートバランスの計算が要件を満たさない場合は、ボックスの外側にヒートシンクを追加するか、強制冷却装置を使用します。
タービンおよびウォームギア伝動は、2 つの軸が交互に配置されている場合、伝達比が大きい場合、伝達出力が大きすぎない場合、または作業が断続的である場合によく使用されます。
ウォームギヤ伝動装置でより大きな動力を伝達する必要がある場合、伝達効率を高めるためにZ1=2〜4をとることが多いです。また、1が小さいとトランスミッションがセルフロックする性質があるため、安全保護のためにウインチなどの巻上機によく使用されます。また、工作機械、自動車、計器、冶金機械、その他の機械や装置にも広く使用されています。その理由は、車輪と車軸の動きを利用することで力の消費を減らすことができるため、積極的に推進されているからです。