歯車の基礎知識

歯車には、さまざまな種類がありますが、ここでは一般的な平歯車を例に、歯車の基礎について説明します。

各部の名称

平歯車は、以下のような構造になっています。

「モジュールの値」とは、歯の大きさを表す値です。ピッチ円の直径を歯数で割った値になり、以下の計算で求めます。

歯車は、互いに同じ円ピッチでなければ噛み合うことができません。したがって、噛み合う歯車は同じモジュールの値でなければなりません。

「円ピッチ」は、ピッチ円の円周に沿った歯の間隔のことで、以下の式で表すことができます。

「バックラッシ（バックラッシュ）」とは、歯車がお互いに噛み合っているときに、意図的に運動方向に作られた隙間（あそび）のことです。バックラッシは大きすぎると騒音や振動の原因になり、小さすぎると伝達効率の低下、摩擦の増大による歯車の寿命低下の原因になるため、適切に設定する必要があります。

「噛み合い率」とは、回転しているとき噛み合っている歯の数の平均値のことで、以下の式で求めることができます。

「噛み合い長さ」は、噛み合いの開始（図中の点：a）から噛み合いの終わり（図中の点：f）までの距離（図中の線：a-f）のことです。

「法線ピッチ」とは、基礎円上で円弧に沿って測定したピッチのことです。法線ピッチは基礎円の円周を歯数で割った値に等しく、1組の歯車が噛み合うには噛み合い率は1以上が必要です。

たとえば、噛み合い率が「1.4」の場合、噛み合いの開始から終わり（図中の点：a-f）の0.4の間は2組の歯が噛み合っていて、残りの0.6の間は1組の歯車が噛み合っています。

噛み合い率は、歯車の強度や振動・騒音に大きな影響を与える値で、大きいほど歯にかかる負担が小さくなり、回転がなめらかになります。一般に、噛み合い率は1.25～2.50が理想とされます。