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ギアの組み合わせについての理由とは?
- ギアの組み合わせにはどのような理由があるのでしょうか?なぜ1段、2段、3段と組み合わせるのでしょうか?
- ギアは1段だけでは十分ではありませんか?組み合わせないといけない理由はあるのでしょうか?
- ギアの最終段の径と一体で作った径が同じであればトルクは同等なのではないのでしょうか?
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Q1 ギアについてですが、1段、2段3段と組み合わせる理由はなぜですか? 一体ではダメなのですか? A1 軸芯位置をある程度決めて、減速や増速する時に便利です。 また、入力と出力の回転を同じにする時に便利です。 Q2 最終段の径と一体で作った径が同じであればトルクは同等ではないのですか? A2 径が同じでも回転数(周速度)が異なれば、トルクは変わります。 例えば、1KWのモータが入力のエネルギーとします。 直線運動では、力と速度の積がエネルギーです。 回転運動では、2πと回転数とトルクの積がエネルギーですが、トルクは 半径×力であり、2π×半径で円周長さになり、円周長さがrpmでは、1分 間に何回転(何周)する速度になり、結局の処、速度と力の積となります 以上で、 * 回転数(周速度)が上がれば、トルクは下がる * 回転数(周速度)が下がれば、トルクは上がる 1KWのモータ入力エネルギーは一定なのでとなります。
ギヤ減速の意味を説明すればよいのでしょうか?おっしゃるとおり入出力軸を直結すれば,同トルクになります。減速の目的は回転数とトルクを制御することにあります。多段ギヤで減速すればより大きな減速比と高トルクを実現することができます。当然多段にすれば摩擦ロスも増えるので効率はダウンしますが,どちらを選択するかだと思います。たとえば一般的なACモーターだと軸回転数が1100~1800rpmですが一般の機械に用いるには回転数を落とす必要があります。平均的には1/10~1/300程度の減速機が適用されます。 高減速を得るための特殊なギヤ(サイクロ減速ギヤ,ハーモニックギヤなど)もありますが,多段の減速ギヤが最も一般的です。
何故、一発で減速しないのか?恐らく、省スペースということもあると思う 頭の中だけで考えるより図にしてみると理解が早いかと思います。 例えば一段なら1/3だが、二段ならば(1/3)x(1.5/2.5)=1/5に出来る また軸はトルクによる接線力からの曲げも発生するので、回答1さんの様に 軸受けの反力も減少させるしトルクや曲げも分担して負担できて、より効率的 に省スペースで減速比を大きく出来ると思います(平歯車型の減速機の場合) また高減速比になると平歯車ではスペースの面で限界が生じてきてしまう筈で 従ってウォーム減速機や遊星ギヤ減速機,サイクロ減速機などになると更に 何段も減速し省スペースでも、1/7569くらいの高減速比も可能になるようです
ギヤードモーターのことでしょうか? ギヤを通る出力トルクはギヤ比によって大きくなりますが、効率、軸受け強度により理想値より小さくなります。 軸受け強度による限界を回避するという理由もあるのではないでしょうか。