(1) ウォームが駆動歯車のとき
ウォームが駆動歯車のとき、図8.12の歯直角平面において、歯面に垂直な力Fn が作用すると、その平面においてFn はF 1とFr 1に分解されます。
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F 1 = Fn cosαn
Fr 1 = Fn sinαn |
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図8.12 ウォームの歯に加わる力 | |
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次にピッチ平面においては、F 1のほかにもう1つの力が作用します。それは、ウォームギヤの歯面のすべり摩擦抵抗力Fnμです。これらF 1とFnμを円周方向及び軸方向の成分に分解し、合成すると
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Fu 1 = F 1sinγ+ Fnμcosγ
Fa 1 = F 1cosγ+ Fnμsinγ |
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これらの関係をまとめると、ウォームの歯に加わる力は、
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Fu 1 = Fn （cosαn sinγ + μcosγ）
Fa 1 = Fn （cosαn cosγ - μsinγ）
Fr 1 = Fn sinαn |
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図8.13には、軸角Σ=90°のウォームギヤにおいて、歯に加わる力の方向を示します。
図8.13のように軸角90°のウォームとウォームホイールの歯に加わる力の間には、次の関係が成り立ちます。
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Fa 1 = Fu 2
Fu 1 = Fa 2
Fr 1 = Fr 2 |
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このように、軸角Σ= 90°の食い違い軸の歯車において、駆動歯車に加わる軸方向力Fa 1と被動歯車に加わるピッチ円周方向力Fu 2は同じ大きさです。同様に、駆動歯車に加わるピッチ円周方向力Fu 1と被動歯車に加わる軸方向力Fa 2は同じ大きさです。半径方向力Fr 1とFr 2も同じ大きさです。
このウォームギヤの歯に加わる力においては摩擦係数μを考慮しましたが、この摩擦係数の大きさによってウォームギヤの伝動効率はかわります。
ウォームから駆動される場合のウォームギヤの伝動効率は次のように計算されます。
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図8.13 ウォームギヤの歯に加わる力の方向 | |
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