ベテラン機械エンジニアが自身の若手だったころを振り返り、「歯車設計で躓いたり、トラブルが発生したところ」や「事前にこういうことろを勉強しておけばよかった」という内容で構成されたした歯車設計講座です。

～ベテラン技術者者が若手設計者に伝えたい！～

設計する前に知っておきたかった歯車設計の基礎とポイント

伊藤精二技術士MDC事務所 技術士（機械部門） 伊藤 精二 氏

早稲田大学大学院 理工学研究科 機械工学専攻課程修了。ソニー株式会社入社、生産技術本部・技術情報システム本部・エンタテインメントカンパニー/VTR走行系の機構設計開発・CAE解析/メカ３D-CAD/CAE設計技術開発・推進/二足歩行ロボットの企画開発・設計・マネジメントに従事。退社後、特許文献調査業務を経て、2013年よりエンジニア人材派遣会社にて機械工学・設計・製図研修講師、2019年より早稲田大学創造理工学部、2021年より日本大学理工学部で機械設計・製図カリキュラムの非常勤講師に従事。機械設計キャリア、機械工学・設計・製図教育講師を通じて、製品企画・概念設計・設計検討・詳細設計に至るまでの 『ものづくり』 全般に関わり、機械設計に必要な創造性育成を重視した設計技術力の向上・育成・教育に注力。

<目的・ゴール>
★設計効率の向上: 基礎理論の復習、設計手順の実践を通じて、歯車設計における必要事項・問題と
　の相関関係を自身で把握し、設計品質向上、効率向上が図れるようになること。
★設計検証項目の明確化：設計値を決定する際に必要な検討項目の把握ができるようになり、また、
　要求仕様との検証が設計段階で行えるようになること。
★多種多様な歯車機構設計への展開能力向上の基礎を構築すること。

<習得知識>
・歯車の種類、基本構造（平歯車、はすば歯車、遊星歯車など）やモジュール、円ピッチなどの基本
　概念を理解する。
・設計に必要な条件設定 (動力、回転数、トルクなど) の手順を学ぶ。
・歯車設計の検討事項、具体的な手順 (減速比、モジュール選定、歯数計算、歯の強度計算、バック
　ラッシ、かみあい率)を学ぶ。
・実際の設計例を基にした実践的なスキルを身につける。
・歯車伝動機構における問題解決能力の強化する。
・歯車装置のトラブルシューティングや振動・騒音対策について理解を深める。


<講義プログラム>
Ⅰ．歯車の基礎知識
　１．歯車の機能、定義
　２．歯車の種類と用途
　　（平歯車、かさ歯車、遊星歯車 etc.）
　３．各部の名称・用語と基本概念
　　（JIS定義、基準円、モジュール、円ピッチ etc.）
　４．歯形の性質 (原理と特徴)
　　ａ．インボリュート歯形
　　ｂ．サイクロイド歯形
Ⅱ．歯車設計の基本理論
　１．歯車機能としての必要条件 (カミュの定理)
　２．歯形の性質を満たす歯形曲線
　３．モジュールと歯の大きさ、歯数、基準円の関係
　４．回転比とトルク変換の計算
Ⅲ．設計手順
　１．要求仕様の確認（動力、回転数、トルク）
　２．モジュール・歯数・回転比の仮決定
　３．軸間距離と配置設計/歯車構成
　　（減速比、小型化・遊星歯車検討）
　４．歯の強度設計
　　ａ．曲げ強さの計算法
　　ｂ．歯面強さの計算法
　　ｃ．歯幅の決定における注意事項
　５．バックラッシの設計と付与・確認方法
Ⅳ．設計時の注意点
　１．かみあい率の確認と誤差対策
　２．切り下げ
　３．転位歯車
　４．騒音対策 ( 潤滑 etc. )
Ⅴ．設計演習
Ⅵ．歯車の製図
Ⅶ．設計事例