[26] CGRラック&ピニオン設計システム


26.1 概要
  CGR(Constant Gear Ratio)ラック設計システムは,ギヤレシオに基づいて運動するピニオンとラックの歯形を生成し,強度計算,FEM歯形応力解析,すべり率グラフ,ヘルツ応力グラフを計算することができます.

26.2 ピニオンの諸元入力
  ラックとかみ合うピニオンの諸元と,ラックを生成するためのピニオン諸元を入力します.図26.2にピニオン諸元の入力画面を,図26.3にピニオンの寸法を示します.

26.3 ピニオン歯形図
  ピニオン歯形図を図26.4に示します.図26.5は,歯形の部分拡大図です.


26.4 ギヤレシオ
  ピニオンの回転角に対するラックゲイン(mm/rev)の数値を設定します.図26.6にギヤレシオの設定グラフです.例題の場合,ラックゲインは50(mm/rev)ですが任意に設定することができます.
(1)ストッパ位置の入力
    ピニオンの最大回転角度がラック長です.
(2)図中の一点鎖線は,①ころがり円がピニオン歯先円のときのストロークゲイン,
    ②ころがり円がピニオン基準円のときのストロークゲイン,③ころがり円がピニ
    オン基礎円のときのストロークゲインを示します.
(3)グラフ表示後,スクロールバーをスライドさせると上部にピニオン回転角とラック
    ストローク値を表示します.


26.5 ラックの諸元設定
  ラックの諸元設定画面を図26.7に示します.ラックの位置角度の設定によりラックの基準位置(ピニオン回転角0°位置)における中央断面の歯形が決まります.また,歯山または谷を選択することができます.図26.8にラック参考図を,図26.9にラック寸法の計算結果を示します.

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26.6 CGR ラックの歯形軌跡図
  ラック歯幅中央断面の歯形軌跡図を図26.10に示します.


26.7 レンダリング図
  歯形計算終了後,[レンダリング図]ボタンを押すと,ピニオンとラックの歯形かみあい図を表示します.レンダリング図は,座標軸の角度を変更することにより,視点を変えて観察することができます.
  図26.11にピニオン上面から観たレンダリング図を示します.また,図26.12のラック背面から観たしたレンダリング図には,かみあい接触線を観察することができます.図26.11の右に示すコントロールフォームで,
①座標軸の角度変更
②ズーム
③ワイヤフレーム,シェード表示切り換え
④背景色の設定
⑤ラックストロークチェック(ピニオンまたはラックの移動)
の機能があります.

26.8 CAD ファイル出力
  ピニオンとCGRラックの歯形をDXFまたはIGESファイルで出力することができます.図26.13にファイル出力設定を示します.CAD作図例を,図26.14,図26.15に示します.


26.9 すべり率グラフ
  ラックとピニオンのかみ合いにおけるすべり率グラフを図26.19に示します.


26.10 強度計算
  JGMA強度計算に基づいた計算結果を図26.17に示します.

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26.11 ヘルツ応力グラフ
  ラックとピニオンのかみ合いにおけるヘルツ応力グラフを図26.19に示します.


26.12 FEM 歯形応力
  ピニオンとCGRラックの2次元FEM歯形応力解析をします.図26.20にFEM設定画面を,図26.21および図26.22に応力分布図を示します.


※強度計算は,AGMA2001-C95規格にも対応可能です.別途お問い合わせ下さい.

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