ギア選定と軸間距離 – 自作マイクロマウス研修(hayashi)[3]

こんにちは、hayashiです。前回、要求性能からduty比を求めました。
その際にギア比を設定して、部品選定の基準を確認しました。

今回はギアの選定と軸間距離の確認を行います。

要件の確認

前回のduty比の計算時に、設定したギア比は3.7になります。ギアはモータ軸側につけるピニオンと、車軸につけるスパーギアの1段減速の構成を想定しています。

スパーギアの歯先径はタイヤ外径におさまる
- 今回使用するタイヤはミニッツのタイヤになります。寸法が外形25mm内径20mmになります。そのため25mm以内かつ、タイヤがモータ軸に接触しないギアを使用します。
既成品
- 切削や3dプリンタで作る場合もありますが今回は行いません。
ギア自体に追加工はせずに、位置決めできるものがあること
- スパーギアとホイールは接着するので、ギアにボアがあるのが良さそう
材質はスパーギアは樹脂系、ピニオンギアは金属系を考えています。

試しにモジュール0.5の8枚歯をピニオンとしてつけてみました。減速比を考えると、スパーギアは30枚歯になります。これをタイヤにつけると、モータ軸がタイヤに干渉します。

自明ですが、全体的にサイズが大きい方が良いことがわかります。モータ軸との干渉を考えると、スパーギアをタイヤ径ギリギリにして、それに合わせてピニオンギアを決めれば解決はできそう。モジュールに関しては問題なさそうなので、0.5で選定します。

既成品を調べると25mm近辺になるのは45枚歯のものかなとなりました。さらに、ボアがあるものと素材が樹脂の条件を入れると大体使えるものが決まってきます。(ミスミの絞り込み機能を使うと便利です)

スパーギアが45枚歯と決まったので、減速比からピニオンは12枚歯になります。

素材は金属系でモータの軸に接着してつけるので、内径と軸径が合えばよいので平歯車を使用します。今回は以下のサイトから購入します。

スパーギアは小原歯車工業のDS0.5-45、ピニオンはKKPMOのM0.5の12枚歯になります。

軸間距離は (歯数1＋歯数2)＊モジュール/2 から、14.25mmになります。

実際に配置してみると以下のようになります。モータ軸と干渉は見られません。スパーギアの歯先外径がタイヤ外径に近いので、タイヤの変形次第で歯先が路面にあたるかもしれませんが一旦この構成で進めていきます。

ギアの選定を行い、軸間距離を確認して、3Dモデルで位置関係を確認しました。

今回は以上になります。ではまた、