連載
» 2022年05月10日 07時00分 公開

機械要素の基礎〜歯車の取り扱いに必要なJISの正しい理解〜3D CADとJIS製図(12)(1/3 ページ)

連載「3D CADとJIS製図の基礎」では、“3D CAD運用が当たり前になりつつある今、どのように設計力を高めていけばよいのか”をテーマに、JIS製図を意識した正しい設計/製図力に基づく3D CAD活用について解説する。最終回となる第12回では、代表的な機械要素である「歯車」のうち、基本となる「平歯車」を取り上げる。

[土橋美博/プレマテック,MONOist]

 前回前々回で、機械要素部品として頻繁に使用される「ねじ」について解説しました。

⇒「連載バックナンバー」はこちら

 今回は、その他の代表的な機械要素である「歯車」のうち、基本となる「平歯車」を取り上げることにします。ちなみに、今回は本連載の最終回となります。

機械要素 該当するJIS
歯車 B 0003:2012 歯車製図
ばね B 0002:2007 ばね製図
転がり軸受 B 0005-1:1999 製図−転がり軸受−第1部:基本簡略図示法
B 0005-2:1999 製図−転がり軸受−第2部:個別簡略図示法
キー 製図 B 0001:2019 機械製図
規格 B 1301:1996 キーおよびキー溝
表1 主な機械要素と製図に該当するJIS

歯車

 歯車は「力を伝達する機構」として使用します。ベルトやチェーンと比べてトルク伝導が高く、時計に代表されるような正確な速度比での伝達、伝達軸間の距離が短い、といった特徴があります。製図について、JISには次のように規定されています。

1.適用範囲(JIS B 0003:2012より抜粋/編集)
 この規格は、一般の機械に用いる次の8種類の歯車製造のための製図について規定する。なお、この規格は、歯車特有の事項について規定したもので、歯車の図面に含まれる一般事項については、JIS B 0001、JIS B 0021およびJIS B 0031による。

  • a)平歯車
  • b)はすば歯車
  • c)やまば歯車
  • d)ねじ歯車
  • e)すぐばかさ歯車
  • f)まがりばかさ歯車
  • g)ハイポイドギヤ
  • h)ウォームおよびウォームホイール

 JISに記載されていた8種類の歯車について、その特徴を以下にまとめてみました(表2)。

歯車の種類 特徴
平歯車 ・汎用(はんよう)性が高く、最もシンプル
・製造が容易で高精度な歯車
はすば歯車
(ヘリカルギア)
・歯筋がツルマキ状
・歯の長さが平歯車より長く強度に優れる
・平歯車よりも、強く、静か
やまば歯車
(ダブルヘリカルギア)
・ねじれの異なる2枚のはすば歯車を重ねた形状
・ねじれが対になりスラスト(軸方向)力がかからない
ねじ歯車 ・歯が軸方向に対してねじれた形状
すぐばかさ歯車 ・2つの歯車の軸が交わるタイプの歯車
・出力側の回転運動の方向を変更する場合に使用
・交差軸歯車で最も一般的なもの
まがりばかさ歯車 ・はすばかさ歯車と似ているが、歯がツルマキ状
・はすばかさ歯車よりも、さらに歯のかみ合わせが強固
・すぐばかさ歯車よりも、強く、静か
ハイポイドギヤ ・食い違い軸の間に運動を伝達する円すい状の歯車
ウォームおよびウォームホイール ・歯がねじのような形状
表2 歯車の種類の特徴

JISによる略画法

 このような種類の中で、最も代表的な平歯車の製図を例に解説を進めます。筆者が普段使用している3D CAD「SOLIDWORKS」では、デザインライブラリの「Toolbox」から伝導機械要素として平歯車を選択できます([デザインライブラリ]−[JIS]−[伝導]−[歯車])

SOLIDWORKSのデザインライブラリ「Toolbox」に用意されている「平歯車」 図1 SOLIDWORKSのデザインライブラリ「Toolbox」に用意されている「平歯車」

 歯車は、一般的に「伝導車の周囲に歯形を作って、この歯車同士の歯形がかみ合い、伝導車が回転することで、歯形が次々とかみ合いながら力を伝える」という働きを持ちます。そこで、歯車の図面では、伝導車と歯形の設計仕様を表す必要があります。

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