JPS5914650B2 - 高速歯車伝達装置 - Google Patents

高速歯車伝達装置

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JPS5914650B2
JPS5914650B2 JP54131143A JP13114379A JPS5914650B2 JP S5914650 B2 JPS5914650 B2 JP S5914650B2 JP 54131143 A JP54131143 A JP 54131143A JP 13114379 A JP13114379 A JP 13114379A JP S5914650 B2 JPS5914650 B2 JP S5914650B2
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bevel gears
input shaft
gear transmission
transmission device
speed
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稔 藤原
富稔 山田
哲司 田村
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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    • F16H1/02Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高速歯車伝達装置に関するものである。
さらに詳しくは交差する軸の間で動力を高速で伝達する
のに適した高速歯車伝達装置に関するものである。
軸中心方向が交差する関係にある二つの伝達軸の間で動
力を伝達する場合には、一般に傘歯車伝達機構を使用す
ることができる。
しかしながら、この傘歯車伝達機構はその特性上次の二
つの問題点を有している。
その第1の問題は、傘歯車の加工設備の制約から、製作
可能な傘歯車の大きさが平歯車のそれに比べてかなり小
さいということである。
このように傘歯車の大きさに限界があることは、同時に
傘歯車により伝達しうる動力の大きさにも限界があり、
あまり大きな動力伝達が期待できないということである
第2の問題は、傘歯車伝達機構では軸方向へのスラスト
荷重が大きいことである。
一般にスラスト荷重を支えるためのスラスト軸受は、負
荷容量の大きいものは許容回転数が小さく、逆に許容回
転数の大きいものは負荷容量が小さいという関係を有す
る。
したがって高速伝達用軸受としては、許容回転数の大き
いアンギュラ−玉軸受を使うことが望まれるが、その負
荷容量の小さいことのために軸受寿命からの限界がある
即ち、長い軸受寿命を維持しながらこの傘歯車伝達機構
により高速伝達(したがって高馬力伝達)を行なうこと
は非常に難しい技術課題とされている。
本発明の目的は高速・高馬力伝達用としてすぐれた傘歯
車伝達装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、比較的小さな傘歯車でありながら
大きな動力を伝達することのできる高速傘歯車伝達装置
を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は軸方向のスラスト荷重をゼロ
又は極めて小さい値にすることのできる高速傘歯車伝達
装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は軸方向のスラスト荷重を支え
るスラスト軸受として、負荷容量が小さく、許容回転数
の高いアンギューラー玉軸受を使用することを可能にし
、伝達できるトルクは同じでも回転数を上げることによ
り伝達馬力を増やすことを可能にする高速傘歯車伝達装
置を提供することにある。
上記目的を達成する本発明は、 A 軸方向に摺動可能な軸受で支持された入力軸B 前
記入力軸に固定され、歯のねじれ方向が互いに反対であ
り、歯数および寸法が同一であり、かつ互いに反対向き
に対面して設けられた一対の駆動側傘歯車、 C前記一対の駆動側傘歯車の夫々と噛合う二つの被駆動
側傘歯車、 D 前記二つの被駆動側傘歯車の夫々を固定する一対の
出力軸および、 E 前記出力軸の夫々を支えるアンギューラー玉軸受か
ら構成される交差する軸の間で動力を伝達する傘歯車伝
達機構であって、しかも前記入力軸に対する前記出力軸
への速度伝達比が1.45〜172.1であり、かつ前
記駆動側傘歯車および被駆動側傘歯車の歯の圧力角α、
ねじれ角βおよび被駆動側傘歯車のピッチ円すい角δが
、次式 で定められる範囲にある高速歯車伝達装置を特徴とする
ものである。
9下、図に示す本発明の実施例によって詳細を説明する
第1図において、1はギヤボックスであり、2はこのギ
ヤボックス1に円筒コロ軸受3,4を介して支持される
入力軸である。
円筒コロ軸受3゜4は軸方向に摺動可能な構成となって
おり、このため支持している入力軸2をギヤボックス1
に対してその軸方向への僅かな移動を許容するようにな
っている。
入力軸2の一端にはカップリング5が装着され、このカ
ップリング5を介し駆動源(図示せず)に連結されてい
る。
入力軸2の他端には二つの傘歯車6,7がボルト8およ
びナツト9によって固着されている。
傘歯車6と7との歯は圧力角αおよびねじれ角βを有す
るまがりば傘歯車である。
この傘歯車6と7とは、歯数および圧力角α、ねじれ角
β、モジュールmなどの各寸法が全く同一であるが、歯
のねじれ方向のみが互いに反対向きになっている。
そして、傘歯車6と7とは入力軸2の上において、互い
に□反対向きに、即ち第1図では傘歯車の頂面側を互い
に向き合わ〉せて固着されている。
ギヤボックス1には、上記入力軸2と直交するように互
いに平行な2本の出力軸10,11がアンギュラ−玉軸
受12,13および円筒コロ軸受14.15を介してそ
れぞれ装着されている。
そ;れぞれの出力軸10,11の上のアンギュラ−玉軸
受12,13と円筒コロ軸受14,15との間の位置に
は傘歯車16,17がボルト18およびナツト19によ
って固着されている。
傘歯車16゜17は上記傘歯車6,7とそれぞれ噛合っ
ており、りそのため圧力角α、ねじれ角β、モジュール
mが傘歯車6,7と同じまがりば傘歯車となっている。
また、傘歯車16および17は、上記歯のねじれ方向が
異なる傘歯車6,7に対応して同様に互いにねじれ方向
が異なる関係にある。
また傘歯車16.17の歯数は速度伝達比に応じて任意
の数に設定されている。
出力軸10,11の他端には、それぞれカップリング2
0,21を介して伝動軸(図示せず)が連結される。
上述の第1図に示す実施態様において、傘歯車・ 6,
7の配置は、頂面側を向き合わせることに代えて、背面
側同士を向き合わせるようにしてもよい。
要は、一対の傘歯車6,7が互いに反対向きに配置され
ることである。
また、入力軸2と出力軸10,11とは必ずしも直交に
限らず、必要により他の角度に交差する関係にすること
も可能である。
また駆動側傘歯車6,7およびこれらと噛合う被駆動側
傘歯車16,17は、まがりば傘歯車の代りに同じ圧力
角α、ねじれ角βをもつはすば傘歯車にすることもでき
る。
□ さて上述した傘歯車伝達装置において、入力軸2
を駆動源(図示せず)により駆動すると、入力軸2上の
傘歯車6,7には、傘歯車16,17との噛合により軸
方向へのスラスト荷重分力が働くことになる。
しかし、傘歯車6と16との組と傘歯車7と17との組
とは歯のねじれ方向が互いに反対方向であり、さらに傘
歯車6と7とは互いに反対向きに配置されているので、
傘歯車6と7との軸方向のスラスト荷重は互いに反対向
になり、互いに打消し合うことになる。
したがって、入力軸2にはスラスト荷重(1実質上負荷
されないことになる。
なお、この際円筒コロ軸受3,4が軸方向に摺動可能な
構成であるので、2組の傘歯車の間に伝達動力の差が生
じた場合入力軸2が軸方向へ移動してつり合う位置で止
まるようにすることができる。
また、出力軸10,11にかかるスラスト荷重について
は、本発明者等の検討によれば、傘歯車6.7と傘歯車
16,17どの間の速度伝達比、即ち入力軸2に対する
出力軸10,11への速度伝達比が1.45〜1/2.
1であるようにすること、および次の式で定められる要
素Rが−0,324〜0.1であるように設定すること
により出力軸10,110軸方向のスラスト荷重をゼロ
または極めて小さな値に抑制することができると共に、
出力軸10゜11にアンギュラ−玉軸受を使用する場合
において、テーパーコロ軸受など他の軸受を使う場合に
比べて許容伝達馬力を大きくすることができる。
α:傘歯車6,7,16,17の歯の圧力角β:傘歯車
6,7,16,17の歯のねじれ角δ:傘歯車16.1
7のピッチ円すい角 上述した速度伝達比およびRの設定により出力軸10,
11の軸方向のスラスト荷重が極めて小さくなり、その
結果負荷容量の小さいアンギュラ−玉軸受12,13で
十分にその負荷に耐えることができ、許容回転数が高い
という特性を利用することができる。
即ち、このアンギュラ−玉軸受12.13が使われてい
ることにより10,110回転数を上げ、伝達馬力を高
めることが可能となる。
上述の傘歯車伝達装置では、入力軸2の動力を2分し、
一方を傘歯車6と16との噛合いにより出力軸10へ、
また他方を傘歯車7と17との噛合いにより出力軸11
へ伝達する構成であるので、同一の寸法の1組の傘歯車
伝達機構に比べ2倍の動力伝達を可能にする。
したがって、傘歯車が加工設備の制約から大型歯車に加
工することができず、大動力の伝達が出来なかったとい
う問題を解決している。
第2図は、本発明の他の実施例を示す傘歯車伝達装置を
示すスケルトンである。
第2図において、ギヤボックス101に収納すれる傘歯
車伝達機構は第1図のそれと同一である。
即ち、カップリング115によって駆動源(図示せず)
に連結された入力軸102は円筒コロ軸受103.10
4に支えられると共に、その軸端に一対の傘歯車106
,107を固着している。
傘歯車106,107は歯のねじれ方向が互いに反対で
あり、かつ互いに反対向きに対面して配置されている。
これら傘歯車106,107にはそれぞれ傘歯車116
,117が噛合っており、この傘歯車116,117の
それぞれはアンギュラ−玉軸受112,113および円
筒コロ軸受114゜115により支えられている中間軸
113,111に固着されている。
中間軸110,111はそれぞれカップリング120.
121により次の中間軸122 、123に連結され、
さらにカップリング124 、125によりギヤボック
ス201に設けられた中間軸210.211 に連結
される。
中間軸210,211はアンギュラ−玉軸受212,2
13および円筒コロ軸受214,215に支えられると
共に、その上に傘歯車216,217を固着している。
傘歯車216,217はそれぞれ傘歯車206.207
と噛合い、この傘歯車206.207は円筒コロ軸受2
03,204に支えられている出力軸202に固着され
ている。
ギヤボックス201内における傘歯車216,217お
よび傘歯車206,207と噛合いは上述のギヤボック
ス101内における傘歯車伝達機構と同じであり、傘歯
車206,207は歯のねじれ方向が互いに反対であり
、かつ互いに反対向きとなるように対面して配置されて
いる。
したがって、入力軸102および出力軸202には軸方
向のスラスト荷重が事実上負荷されない構造となってい
る。
また中間軸110,111および210,211も前述
した第1図の実施態様に・おける速度伝達比およびRを
設定することにより、軸方向のスラスト荷重を極めて小
さくしている。
したがって、入力軸102から出力軸202に高速の高
馬力動力伝達を可能にする。
第2図の傘歯車伝達装置は、半没水船におけるエンジン
の動力を推進器に伝達するために用いると、据付場所を
コンパクトにし、かつ回転数を上げ、伝達馬力を増やす
ために有利である。
上述したように本発明の高速歯車伝達装置によると、入
力軸および出力軸の軸方向のスラスト荷重をゼロ又は極
めて小さい値にすることが可能となり、それ酸スラスト
軸受として負荷容量は小さいが許容回転数の大きいアン
ギュラ−玉軸受の使用を可能にして伝達できるトルクは
同じでも回転数を上げることにより伝達馬力を増やすこ
とを可能にする。
したがって、高速・高馬力伝達用としてすぐれた傘歯車
伝達装置が提供される。
実施例 第1図に示す傘歯車伝達装置において、まがりば傘歯車
6,7,16,17の歯の圧力角αを20゜ねじれ角β
を35°に設定し、まがりば傘歯車16.17のピッチ
円すい角δを種々変化させることによりその速度伝達比
を変えた場合について入力軸2を支える円筒コロ軸受3
,4および出力軸10,11をそれぞれ支えるアンギュ
ラ−玉軸受12,130許容伝達馬力を計算した。
ここで軸受寿命は4年間使用するとして12.0OOh
rsとし、傘歯車のピッチコーンディスタンス415m
m。
モジュールを13.歯幅な100朋とした。
第3図は上記計算によって得られた結果をグラフに示し
たものであり、横軸に速度伝達比iを、縦軸に軸受1個
当りの許容伝達馬力Paを示した。
第3図において、カーブAはアンギュラ−玉軸受12.
13の許容伝達馬力の変化を示すものであり、カーブC
は円筒コロ軸受3,4の許容伝達馬力の変化を示す。
第3図から明らかであるように出力軸のアンギュラ−玉
軸受の許容伝達馬力は速度伝達比が小さくなるに従い増
加する傾向を示しているのに対し、入力軸の円筒コロ軸
受は逆の傾向を示している。
したがって、速度伝達比が1.45〜1/2.1の間で
あれば双方に満足する高い許1容伝達馬力の得られるこ
とがわかる。
第3図においてカーブDはアンギュラ−玉軸受12.1
3に代えて、テーパーコロ軸受を用いた場合のその軸受
の許容伝達馬力の変化を示している。
図から明らかなように、■、45〜1/2.1の速度;
伝達比の範囲において、アンギュラ−玉軸受の許容伝達
馬力がテーパーコロ軸受のそれよりも高いことがわかる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す高速歯車伝達装置の縦断
面図、第2図は本発明の他の実施例を示す高速歯車伝達
装置のスケルトン図、第3図は高速歯車伝達装置におけ
る速度伝達比と許容伝達馬力との関係を示すグラフであ
る。 2・・・・・・入力軸、3,4・・・・・・円筒コロ軸
受、6゜; 7・・・・・・駆動側傘歯車、10,11
・・・・・・出力軸、12.13・・・・・・アンギュ
ラ−玉軸受、16,17・・・・・・被駆動側傘歯車。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 軸受3,4を介して軸方向に摺動可能に支持された
    入力軸2と、この入力軸2と直交し、かつアンギューラ
    ー玉軸受12,13を介して支持された出力軸10,1
    1とを駆動側傘歯車6,7と被駆動側傘歯車16.17
    とを介して伝達するように構成した高速歯車伝達装置に
    おいて、前記入力軸2に、歯のねじれ方向が互いに反対
    であり、歯数及び寸法が同一であって、かつ互いに反対
    向きに対面して設けられた一対の駆動側傘歯車6゜7を
    固定して設け、前記出力軸2に、前記一対の駆動側傘歯
    車6,7と各々噛合する一対の被駆動側傘歯車16,1
    7を固定して設けたことを特徴とする高速歯車伝達装置
    。 2 駆動側傘歯車6,7及び被駆動側傘歯車16゜17
    が、まがりば傘歯車である特許請求の範囲第1項に記載
    の高速歯車伝達装置。 3 駆動側傘歯車6,7及び被駆動側傘歯車16゜17
    が、はすば傘歯車である特許請求の範囲第1項に記載の
    高速歯車伝達装置。 4 人力軸2を支える軸受3,4が、円筒コロ軸受であ
    る特許請求の範囲第1項に記載の高速歯車伝達装置。
JP54131143A 1979-10-11 1979-10-11 高速歯車伝達装置 Expired JPS5914650B2 (ja)

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JP54131143A JPS5914650B2 (ja) 1979-10-11 1979-10-11 高速歯車伝達装置
US06/094,877 US4287790A (en) 1979-10-11 1979-11-16 High-speed bevel gear transmission system

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JP54131143A JPS5914650B2 (ja) 1979-10-11 1979-10-11 高速歯車伝達装置

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JPS5655741A JPS5655741A (en) 1981-05-16
JPS5914650B2 true JPS5914650B2 (ja) 1984-04-05

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