ギアトランスミッションの設計において,圧力角度 (Pressure Angle, α) はギアトランスミッションの接触ストレス,トランスミッションの安定性,ベアリング能力に直接影響する重要なパラメータである.ISO 53 この規格では,一般的に使用される圧力角度値を指定しています.20 と 25 は 2 つの最も一般的な圧力角度の選択です.したがって,実用的なエンジニアリングアプリケーションでは,作業条件に応じて適切な圧力角度をどのように選択しますか?20 と 25 圧力角ギアの伝送特性を深く分析する鉄道輸送のギアボックスの適用について議論する.

圧力角度の基本概念

圧力角 α は,ギア接続点の正規点と共通正規点の間の角である.

圧力の角度の大きさは,ギア転送力の方向を決定します.

圧力の角度が小さい場合 (例えば20) は大きな触力力を生み出し,伝送安定性を向上させ,高精度で低騒音の場合に適します.

大圧角 (例えば25) は,線形力を増やし,高負荷条件 (鉄道輸送駆動システムなど) に適したギアの負荷容量を向上させる.

2圧力角度に関するISO 53標準規定

ISO 53 インターナショナル・ギア・スタンダードとして,ギア・モジュール,歯数のマッチング関係と圧力角度を指定しており,そのうちの20と25は最も一般的な標準圧力角度である.

20 圧力角度 (ISO 53 の推奨)

工業用機器の大部分,例えば機械,自動車のギアボックスなどに適しています.

ギアプロフィールがよりバランスよく,送電効率が高く,騒音が少ない.

適度な負荷容量は適度な負荷適用シナリオに適しています.

25 圧力角度 (ISO 53の拡張適用)

重荷,高衝撃負荷のギアシステム,例えば鉄道輸送ギアボックス,鉱山機械に適しています.

軸承の負荷能力は高かったが,大きな半径負荷の犠牲で,軸承の支えを強化する必要があった.

空間が限られている高強度装置に適しています

3選択分析 20 と 25

タイプ選択の観点から,ギアに高精度,高安定性が必要な場合,20の圧力角度が最良の選択です.ギアが重い負荷と大きな衝撃負荷を負う場合,25 の圧力角度がより適切です.

4圧力の適用 鉄道輸送ギアボックスの角度

鉄道輸送のギアボックスでは,ギアが高強度であるだけでなく,長寿命と低騒音も確保しているため,圧力角度の選択は特に重要です.

地下鉄のギアボックスは,通常20圧角を採用して振動ノイズを軽減し,運用安定性を向上させ,都市鉄道交通の快適性要件に適しています.

高速鉄道のギアボックスは,通常,20または22.5の圧力角度を使用して,ギアの耐久性を最適化しながら,負荷容量とトランスミッション効率を均衡させる.

重荷貨物列車のギアボックスは,通常,ギアベアリング能力を向上させ,ギア衝撃耐性を高めるために25圧角を採用します.長期にわたる高トルク作業環境に適応する.

5ケース分析を計算する

ケース1: 圧力角度がギアに与える影響

ギアトランスミッションの電力は100kW,ギアモジュールは6mmであり,速度は1800rpmであることが知られており,それぞれ20と25の圧力角度で接触ストレスの変化を計算します.

計算結果によると,同じ作業条件下では,圧角ギア25の接触ストレスは,圧角ギア20の接触ストレスの約12%以上です.つまり,歯輪の表面には耐磨性が高く,材料の支えが強くなる必要があります..

20 圧力角度は,ほとんどの産業用ギアに適しており,シームレスなトランスミッション,低騒音,都市鉄道輸送ギアボックスに広く使用されています.

25 圧力角度は,重荷や高衝撃労働条件,例えば重荷鉄道や鉱山設備に適していますが,ベアリングの設計は強化する必要があります.

負荷計算,ノイズ制御,ギア寿命,その他の要素と組み合わせた操作要件に応じて通常,20または25が選択されます.

エンジニアリング設計では,FEAシミュレーションにより,異なる圧力角度の力状況を分析し,ギアボックス設計を最適化し,トランスミッションシステムの信頼性を向上させることができます.