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メカトロニクス 第 5 日：機構②（歯車・ベルト機構 ）

メカトロニクス 第 5 日：機構②（歯車・ベルト機構 ）. システム電子情報学科　講師 池田　貴幸. 本日の内容. 歯車 いろいろな歯車（ギヤ） スライダー・クランク機構 さまざまな機構 伝達機構 用語. 歯車. 歯車 （ギヤ）は動力の伝達にもちいられる 機械要素 。 歯数の違う歯車を組合せて 減速 や 増速 に用いる。（回転→回転） 規格 JIS 規格 （財団法人日本規格協会） ISO 規格 （国際標準化機構） JGMA 規格（社団法人日本歯車工業会）. いろいろな歯車①. 平歯車 平行な 2 軸間の動力伝達. いろいろな歯車②.

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メカトロニクス 第 5 日：機構②（歯車・ベルト機構 ）

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Presentation Transcript

  1. メカトロニクス第5日：機構②（歯車・ベルト機構 ） システム電子情報学科　講師 池田　貴幸 http://www.runbot.jp

  2. 本日の内容 • 歯車 • いろいろな歯車（ギヤ） • スライダー・クランク機構 • さまざまな機構 • 伝達機構 • 用語 http://www.runbot.jp

  3. 歯車 • 歯車（ギヤ）は動力の伝達にもちいられる機械要素。 • 歯数の違う歯車を組合せて減速や増速に用いる。（回転→回転） • 規格 • JIS規格（財団法人日本規格協会） • ISO規格（国際標準化機構） • JGMA規格（社団法人日本歯車工業会） http://www.runbot.jp

  4. いろいろな歯車① • 平歯車 • 平行な2軸間の動力伝達 http://www.runbot.jp

  5. いろいろな歯車② • かさ歯車（ベベルギヤ） • 直交した2軸間の動力伝達 http://www.runbot.jp

  6. いろいろな歯車③ • はすば歯車（ヘリカルギヤ） • 平歯車と比べて，歯のかみ合いが滑らかになり，騒音が少ない はすばかさ歯車 http://www.runbot.jp

  7. いろいろな歯車④ • ウォームギヤ • 駆動する側の軸に取り付けるウォームと減速される軸に取り付けるウォームホイールで構成される。 • 一対のウォームギヤで大きな減速比 • 摩擦損失が大きいため，適切な潤滑が必要 • 逆伝動できない。 駆動：ウォーム 出力：ウォームホイール http://www.runbot.jp

  8. いろいろな歯車⑤ • 内歯車 • 円筒の内側に歯を取り付けたもの • ラック ラック・ピニオン http://www.runbot.jp

  9. 歯車機構① • 遊星歯車機構 • 大きな減速比 • かみ合いバランスが良い • 効率がよい 田宮模型製遊星ギヤーボックスセット） 田宮模型製遊星ギヤーボックスセット） 田宮模型製遊星ギヤーボックスセット 外輪歯車 （出力） 遊星歯車 太陽歯車 （入力） http://www.runbot.jp

  10. 歯車機構② • 差動歯車機構（ディファレンシャルギア） • 自動車などの車輪のついた乗り物に使われる動力伝達装置 出力 出力 駆動 （モータ等） 車輪の片側を固定しリングギアを回した場合、もう一方の車輪が2倍の速度で回転する http://www.runbot.jp

  11. 歯車機構③ • ハーモニックドライブ • ロボットに良く使われる • 高い速比 、小バックラッシ、小型、軽量、高効率 標準歯車 モジュールm 歯数:z 圧力角:20 基礎円半径:rg=r0cos alpha0 rg=r0 歯厚角　 ピッチ円半径：z*m 歯先円半径：(z+1)*m 歯先元半径：(z-1.25)*m 基礎円半径:rg=r0*cos(alpha0) ピッチ円での歯厚角:360/z/2 invx= tan x-x http://www.runbot.jp

  12. ハーモニックドライブの動作原理 http://www.runbot.jp

  13. 歯数と減速比 • 歯車Aの歯数を　　　、歯車Bの歯数を　　　とする。 • 歯車Aを駆動側、歯車Bを被駆動 http://www.runbot.jp

  14. ピッチ円 • 歯車の基準となる円 http://www.runbot.jp

  15. 歯車各部の名称 • ピッチ円（歯車の基準となる円） http://www.runbot.jp

  16. モジュール ピッチ円直径　　、ピッチ円半径　　、歯数 の関係は・・・ モジュール が一致している歯車だけが噛み合う http://www.runbot.jp

  17. 歯厚と歯厚角 歯厚 （弧の長さ） 歯厚角 ピッチ円の場合は ピッチ円歯厚 ピッチ円歯厚角 http://www.runbot.jp

  18. バックラッシ • 歯車をかみ合わせたときの歯面間の「遊び」のこと 。 • 「遊び」がないとスムーズに回転しない。 • 「遊び」が大きいと噛み合いが悪くなり、騒音が大きくなる。 http://www.runbot.jp

  19. 問題5.1 図のような歯数15、歯数(N1+25)の歯車減速について、計算表を完成させなさい。ただし、モジュールは1.0、N1は学籍番号の下1桁とする。 １５ ？ 出席確認 所要時間：15分 レポート用紙（出席確認）に解答を書いてください 授業の終了後に回収します。 できなかった人は、本日１８：００までに 知能ロボット研究室のポストへ提出 http://www.runbot.jp

  20. 計算表 http://www.runbot.jp

  21. 計算式 • インボリュート関数 • 歯先円歯厚角 [Rad] http://www.runbot.jp

  22. 問題5.2 問題5.1の歯車Bを3次元CADで書きなさい。 CAD画面をプリントアウト 宿題 レポート用紙（宿題）に解答を書いてください 次回の授業の始めに提出してください。 http://www.runbot.jp

  23. ベルト送り機構 • 平行する2軸間で回転を伝達するために用いられる • 歯車機構よりも2軸間を長くすることができる。 タイミングベルト プーリ http://www.runbot.jp

  24. ねじ送り機構 • 低摩擦係数 　　　　　　　ボールねじ http://www.runbot.jp

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