歯車の強度

歯車は、早い速度を持って回転し接触するため、歯車の強度がたりない場合、歯車の破損や摩耗、変形が起る。そのため強度設計が必要であるが、曲げ強さや歯面強さが必要である。

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歯車の歯を、集中荷重を受ける片持ちばりとみなすことで、曲げ強さの目安を知ることができる。片持ちばりと同様、歯車も歯元にもっとも強い荷重がかかる。ただし、歯車は立体的で複雑な形状をしており、また回転誤差、組立誤差、使用条件などにより、実際に把握することは困難である。

歯面強さとは、歯面にかかわる圧力の限界をいう。歯面強さが足りない場合、ピッチングを起こすため注意が必要である。

ピッチングとは、歯車と歯車が接触したとき、歯面に繰り返し大きな圧力を受けるため、歯面の摩耗や小さな亀裂がはいる。

歯車の伝達動力および回転力は下記で表される。歯車の強度はこれに耐える仕様でなくてはならない。