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「事前にこういうところを勉強しておけばよかった」という内容で構成された歯車設計講座です。

～ベテラン設計者が伝えたい！ 設計する前に知りたかった歯車設計の基礎とポイント～

初めてでも失敗しない歯車設計

ー基礎知識，理論，設計手順，トラブル対策ー

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、トラブルを回避して設計品質向上、効率向上が図れる。
★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ていて、要求仕様
　との検証が設計段階で行える。
★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。


<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）を習得。
●歯車設計に必要な基礎知識、理論と実際の整合、トラブル時の対策知識習得
●実際の設計例を基にした実践的な対応・適応力を習得する。
●歯車伝動機構における問題解決能力の強化。
●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。
●機械設計分野での専門性を高め、自信を持って業務に取り組む基盤を構築。
→これらの基礎知識・適応力は、多忙な日常業務からは学習と習得、能力向上を継続するのは困難
　ですが、設計者としての実務能力を高めるだけでなく、設計品質向上、効率化にも繋がります。

<講義プログラム>
1．歯車の基礎知識（30分）
　1.1 歯車の機能、定義
　1.2 歯車の種類と用途（平歯車、かさ歯車、遊星歯車 etc.）
　1.3 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.）
2．歯車設計の基本理論（40分）
　2.1 歯車機能としての必要条件（カミュの定理）
　2.2 歯形の性質を満たす歯形曲線
　2.3 モジュールと歯の大きさ、歯数、基準円の関係
　2.4 回転比とトルク変換の計算
3．設計手順（40分）
　3.1 要求仕様の確認（動力、回転数、トルク）
　3.2 モジュール・歯数・回転比の仮決定
　3.3 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）
　3.4 歯の強度設計（30分）
　　(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
　3.5 バックラッシの設計と付与・確認方法
4．設計時の注意点（30分）
　4.1 かみあい率の確認と誤差対策
　4.2 切り下げ
　4.3 転位歯車
　4.4 騒音対策（潤滑 etc. ）
5．設計演習（30分）
6．設計事例（10分）

●遊星歯車についての計算資料や設計方法
●バックラッシの付与、確認に関する解説
●バックラッシの推奨範囲
●騒音対策
●設計に必要な計算や考え方を順々に解説していただいたこと