【Solidworks】ウォームのモデリング |
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今回は円筒の【ウォーム】のモデリングを掲載します。 先に『すば歯車のモデリング』を掲載しましたが、ウォームも同じ『ねじ状の歯車』のため、モデリング方法は近いものとなります。 計算式や歯型の違いがあるため、それらを記載しています。 1.ウォームとはネジのような螺旋状の歯がついた歯車で、はすば歯車(ウォームホイール)と組み合わせて使用します。 螺旋の角度を『進み角』といい、はすば歯車の『ねじれ角』と同じものになります。 ネジの数を『条数』といい、1条が一般的ですが、複数の条を持つものもあります。 1条ウォームの場合、ウォームが1回転すると相手側のはすば歯車を1歯分だけ回します。同様に2条の場合は、2歯分となります。 ウォームの歯型は、JISで4種類 規定されていますが、今回は『3形』と言われる歯型になります。 これは『シングルカッタ』と呼ばれる工具で加工するもので、『歯直角の台形歯型』となります。 厳密にはウォームではなく『ねじ歯車』と言われるようです。 このタイプのウォームは、一般的なはすば歯車である、歯直角のはすば歯車と嚙合わせることが出来、その場合はねじれ角とねじれ方向を一致させる必要があります。 下の図はシングルカッタによる歯直角のウォームの切削の図です。 ![]() ウォームギヤの特長としては次のようなものがあります。 ◆メリット ・減速比が大きい ・出力軸の向きを変えられる ・セルフロック現象が起こる◆デメリット ・効率が低い ・摩擦熱や摩耗が起きやすい 実際の設計においても大変メリットを生かしやすい歯車で、特に少しのスペースで大きな力が欲しい時に利用します。 またウォームとウォームホイールの軸は直行するため、出力軸(回転軸)を変えることで、機構の自由度を高めることも出来ます。 2.関係式を登録するパラメトリックなウォームとするため、<関係式>を登録しておきます。 登録の仕方や後から出てくる<グローバル変数>の入力の仕方などは、「インボリュート歯車のモデリング」を参照ください。 <新規部品>を開き<ツール>メニューの<関係式>を選択します。 開いた表に以下の6つを入力しOKを押します。『値』には一先ず仮の値を入力しておき、必要な使用に合わせてこの中の『値』を変えます。 “モジュール” =1“条数” =2“ピッチ円直径” =16“軸長” =60“圧力角” =20“進み角” =arcsin(“モジュール”*”条数”/”ピッチ円直径”) ![]() →→→画像を拡大 2.円筒母材を準備<正面>に円をスケッチし、寸法に<関係式>を入力します。 この円をウォームの母材とするため、『歯先円』の関係式を入力します。関係式は 『=”基準ピッチ円”+(“モジュール*2)』です。 ![]() 次に「押し出し」コマンドで、方向を奥側を指定し、押し出し量には関係式の『=”軸長”』を入れ、OKを押します。 3.歯直角面の作成ウォームにも、はすば歯車同様『歯直角方式』と『軸直角方式』があります。 一般的な はすば歯車が『歯直角方式』のため、これと噛み合う『歯直角方式』のウォームを作ります。 <平面>に円筒の中心線をスケッチし、『進み角』分だけ傾いた線をスケッチし、角度には<関係式>の『=”進み角”』と入力します。 次に<平面>に垂直で、『進み角』と一致する「面」を作ります。 ![]() ![]() 今作った進み角の平面に、台形の歯形をスケッチします。 回転する歯車同士は『インボリュート曲線』の歯形ですが、ウォームやラックは台形の歯形でOKです。 中心線から『基準ピッチ円』の半径分を「オフセット」し、『=”基準ピッチ円/2』と関係式を入れます。 この基準ピッチ線を基準に、上側に開いた台形をスケッチします。スケッチする位置は、円筒から少し離れた位置に書きます。 次に台形に以下の関係式を入力します。 歯先円・・・『=”モジュール”』歯底円・・・『=”モジュール”*1.25』台形の開き角度・・・・『=”圧力角”』 そして台形と基準ピッチ線との交点の寸法に『=”モジュール”*PI/2』の関係式を入れ、スケッチを閉じます。 ![]() <正面>で円筒母材の<エンティティ>を取り、<ヘリカル/スパイラスカーブ>を開きます。 パラメータは以下のように入力します。 ![]() ・「ピッチと回転」を選ぶ・「固定ピッチ」を選ぶ・ピッチはここでは適当な数値を入れる・「反対方向」にチェック・「回転数」は多めの数を入れておく・「開始角度」は0度・「右回り」チェック。 これで右ねじれになる 5.歯筋のカットをカットする歯筋のカーブが出来たら、母材から歯形をカットします。 <カットスイープ>コマンドで、輪郭に『歯形』を、パスに<ヘリカル/スパイラスカーブ>を選びokを押します。 次に<円形パターン>コマンドで、<カットスイープ>を選び「インスタンス数」に『=”条数”』の関係式を入れてokすれば、円筒ウォームが出来上がります。 ![]() |
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