2019年09月04日

ウォームギアの効率

ウォームギア効率.pngウォームホイール側から回転できるウォームギアを検討するデータとして伝動効率をグラフにしてみました。
条件としては、歯直角でウォームギアを作製し、摩擦係数が0.15、歯直角基準圧力角が20°です。
効率の計算式は、小原歯車工業で公開されているものを使用しました。
このグラフは、あくまでもウォームギヤ自体の伝動効率であって、軸受損失等は考慮されていません。

このグラフが正しければ、進み角10°以上になると、ウォームギアのセルフロックが外れて、ウォームホイールからウォームギアを回せるようになります。
実際のところ、カツミの1/80 16.5mmゲージのC51に付いていたウォームギアは、2条で進み角約18°(実測)だったのですが、ウォームホイールからの回転はかなりきつかった記憶があります。(今は手放したので確認はできません)
スパイクモデルの、2条で進み角21°19"(設計値)のウォームギア(コースティングギアとして販売されているもの)は、カツミのよりもスムーズに回ります。
上記のデータもあり、私が作製するウォームギアは、進み角20°以上を目指して設計しました。

1/87用ということで、ある程度のギア比の確保が必要で、モジュールは0.4にしており、3条ウォームなら難なく作れますが、2条や1条で進み角の大きいウォームギアを設計すると、歯底径が非常に小さくなり、製作可能なギア屋さんがほとんど無くなってしまします。
1条ウォームで、モジュール0.4、進み角20°のウォームギアを設計通りに作れるギア屋さんがあったら、どなたか紹介して下さるようお願いします。

進み角20°を超えたあたりから、効率の上昇率はかなり低くなり、逆に進み角が大きいほど、ウォームを回した時にウォームホイールの軸方向に押しつける力が強くなり、効率の低下も発生すると考えられます。
なので、あまり進み角を大きくしても伝動効率の点では良くならないとは考えられます。
ただ、個人的な興味もあり、製作可能でできるだけ進み角の大きいウォームギアを作りたく、30°で作ってもらった次第です。
22.5°や、25°のもあるので、比較試験をする材料はあるのですが、非常に手間なので、現状は放置状態です。
posted by よしひろ at 12:14| Comment(0) | TrackBack(0) | 蒸気機関車製作