11. Gear navigation system

[11] Gear navigation system

11.1 概要
Gear navigation systemは，ホブ，ピニオンカッタ，シェービングカッタ，ホーニングの各工具による歯車加工形状解析と，そのかみ合いのシミュレーションをすることができるソフトウェアです．また，データベースによる工具管理機能を有し，条件に見合う工具を共用計算することにより検索することができます．
歯車加工シミュレーションは，歯面，歯元，歯先，面取り形状と各数値の計算，特にホーニングでは，歯形修整，歯すじ修整，歯面修整後の形状を計算しグラフ表示します．更に，かみ合いシミュレーションでは，加工後の歯形をかみ合わせて歯当たりを観察することができます．図11.1にGear navigation systemの画面の様子を示します．

11.2適用歯車
・インボリュート平，はすば歯車
・外歯車，内歯車

11.3適用工具
3.1 ホブ
  標準，セミトッピング，プロチュバランス，プロチュバランスセミトッピング，転位ホ
  ブ，刃先修整ホブ
  (セミトッピングホブは刃底のＲ面およびＣ面が可能)
3.2 ピニオンカッタ
  標準，セミトッピング，プロチュバランス，プロチュバランスセミトッピング (セミトッ
  ピングは刃底Ｒ面，Ｃ面が可能)
  ピニオンカッタは，外歯車と内歯車に適用します．
3.3 シェービングカッタ
3.4 ホーニング
  ドレスギヤには，歯形修整，歯すじ修整および歯面修整の設定が可能です．ま
  た被削歯車と諸元の異なるドレスギヤを設定することも可能です．

11.4歯車諸元設定
被削歯車の諸元設定を図11.2に示します．ここではホブ加工，シェービング加工，ホーニング加工を1回づつ行うものとしてドレスギヤに歯面修整を与えた場合の例を以下に示します．

11.5工具諸元設定

11.5.1ホブ諸元設定
各種ホブの設定項目を図11.3～11.6に示します．ホブ諸元は，最大３工程まで設定することが可能です．入力したホブ数値の実刃形形状を[刃形図]で作図することができます．また，図11.3のようにホブの刃元を修整することもできます．ここでは図11.6のホブを使用してシミュレーションをします．

11.5.2ピニオンカッタ諸元設定
各種ピニオンカッタの設定項目を図11.7～11.10に示します．ピニオンカッタ諸元は，最大３工程まで設定することができます．ホブと同様に入力した数値の実刃形形状を[刃形図]で作図することができます．

11.5.3 シェービングカッタ諸元設定
シェービングカッタ諸元設定例を図11.11 に示します．

11.5.4 ホーニング諸元設定
ホーニング諸元設定は，ドレスギヤ諸元，ホーニング砥石諸元をそれぞれ設定します．ホーニングは，2 工程まで設定することができます．ドレスギヤ諸元項目を図11.12，ドレスギヤの歯面修整設定を図11.13，ドレスギヤ修整トポグラフを図11.14，ホーニング砥石諸元項目を図11.15 に示します．

11.6 歯車仕上歯厚設定
各工具での歯車仕上歯厚は，またぎ歯厚，ピン寸法，円弧歯厚での設定が可能です．図11.16 に歯車仕上歯厚設定画面を示します．本例ではホブ加工，シェービング加工，ホーニング加工を１回づつ行います．ホブでまたぎ歯厚W₁=19.350mm の粗加工を行い，最終のホーニング加工でW₃=19.287mm に仕上げる手順を示しています．

11.7 歯車歯形
諸元と加工条件を設定すると，歯車形状を表示します．歯形図では，各工具で加工した歯形形状の重ね合わせや直径，距離の計測，加工後の歯形などを容易に確認することができます．図11.17に歯形選択画面を，図11.18～11.25に解析後の歯形を示します．

11.8 加工数値
各工具での加工数値を図11.26～11.29 に示します．これらの表で面取り長さ，歯面直径，歯車体積，各直径などの詳細数値を確認することができます．

11.9 歯形誤差グラフ
加工後の歯形形状を示す歯形誤差グラフを図11.30に示します．特に，被削歯車と異なる諸元のドレスギヤや，バイアス修整等の複雑な修整を施したドレスギヤを使用した場合，正確に歯形が加工されるか否かの判断を容易にすることができるように各直径での修整量や歯形全体の傾向を示すトポグラフ，倍率の指定など豊富な機能を備えています．
図11.31は，ホーニング後の歯すじ誤差グラフ例であり，歯面形状と歯すじ形状を表したトポグラフを図11.32 に示します．

11.10 歯形座標値ファイル出力
加工後の歯形座標値をCADデータとして出力することができます．ファイル形式はDXFとIGESをサポートしています．図11.33に歯形座標値ファイル出力フォームを図11.34にCAD作図例を示します．

11.11 歯車かみ合い
加工シミュレーションした歯形データを保存しておくことで任意の歯車歯形データ同士のかみ合いシミュレーションを行うことができます．図11.35にかみ合いシミュレーションの画面を示します．

11.12 歯車データの選択
登録したデータから，かみ合わせる歯車のデータを選択し設定します．図11.36 にかみ合い歯車を選択した画面を示します．

11.13 歯車かみ合い図
図11.37の歯形図選択で２Ｄ歯車かみ合い図，３Ｄかみ合いモデル，従動歯車の回転運動軌跡，連続回転図を表示します．２Ｄ歯車かみ合い図は，部分拡大，距離計測機能や円作図機能をサポートしていますので，かみ合いの状態を細部に渡り確認することができます．図11.38～11.44にかみ合い図および運動軌跡図を示します．

11.14かみ合い歯形ファイル出力
かみ合った状態の歯車歯形データをCADデータとしてDXFおよびIGES形式で出力することができます．図11.45にかみ合い歯形ファイル出力フォームを示します．

11.15工具管理（オプション）
Gear navigation systemは，保有の工具諸元をデータベースに登録しておくことにより，加工シミュレーション時に共用計算や加工後の面取り長さや有効歯面長さなどの条件に見合う適正工具を検索することができます．工具管理の画面の様子および設定項目を図11.46～11.50に示します．

11.16その他の機能
16.1 ホブの取り付け角度計算（オプション），（図11.51）転位ホブのホブ取り付け角度を計算します．

16.2 データベースの形式
Gear navigation systemは，設計データの管理，工具管理などの情報，検索などはSQLサーバを使用して行います．
データベースを容易に構築，管理することができるように補助ツールが付属されています（図11.52～11.53参照）．
本ソフトウェアではMicrosoft SQL Serverが必要です^1）．

1) SQLサーバを準備していない場合
データベースをmdbファイルで管理するソフトウェアもございますのでご注文の際にお申し付けください．

※付録[B]のギヤホーニングシミュレーションをご覧ください．