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点接觸齒車の理論的研究 利用統計を見る

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Academic year: 2021

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(1)

山繋大攣ヱ学部研究報告第2號 きな結晶から成つてゐる場合は之を除き、比較的小さ な結晶が無数に種々な方向に集合したものが粒子であ ると考へるならば・その統計的な形状は粒子の性質( 例ぺぽ強度等)とか環境(自然的條件或は粉砕等の人 工的條件)等によつて定まる一定のものであらう。そ してそれを表はすには平均的な大きさ即ち粒度と、正 耕分布曲線の偏差を示す因子(h)に相当する何等か 一つの底子によつてその分布が一義的に決定されるも のであらう。之を裏書きするものとして川砂利につい ての実測値及び中條金兵衛氏のモメントに封する測定 値から計算した値を第1表に掲げる。       1■i,一一s−b).be      −■■■■ 各種粒子に封する実測値は第2表となる。    粒 子 種 類

アえA(u.s.

同  B(不二見工業) 同  C(鯛生産業) カ”ボラソダム Carbomndesm Co.A.) セメント (第一セメント) 川砂利A (e/b) 仇 1.64 1.62 1.57 1.52 1.35 1.42 測定径範囲 15∼65μ 10∼75μ 20∼80μ 20∼110μ 20∼45μ    え 

15∼30

1(e/b)一!(b/t)。nl(e/t)ml(e/ 川砂利A

同’B

  も セメソト 1.42 1.46 1.36 1.42 1.49 1.33 1.99 2.13 1.80

1.85

  一      L第1表

  第1表から明かな様に(・/b),nの値さへ知れば(b/t),、   ≒(e/b)m・(e/t)m”.(e/b)lnとして(b/t)mの値も   (t/e)mの値も直ちに知り得る又第2図及び(4)式から 、(e/b)mの値よll e/b・)・fi布が直ちに知り得る輻棚   かである。   ’         v    以上により粒子の統計的形状を表はす尺度として唯   一つの因子で充分である事がわかつたから、先に記し   た形状を表はす幾つかの尺度の申から測定及び計算の  最も簡単で正確なものを採用すればよい。’その意味か   ら言つて(e/b)mが最も有利であらう。   ・       第2表

  結 言

 以上により粒子の統計的形状を表はすのに粒子を平 面上に載せた時の長短径の比の平均値を採用するのが 実用上最も便利な尺度である事を理論上実験上確めた  bh  ドェ )nt ttN.マ  ア lx−._ty,−PErゆ,,th.   ヤ  .tl=, T LWt  t:ff  オ  ハ T trL h  N,    −コ_  KリV一踊グメ叫l」煩尋江戦いフこ月<<敢恨フミ当ク亡筆三皿ひV(一 山梨大学谷口先生に厚く御乱申上げる。  筒本研究は昭和24年度及び25年度文部省科学研究費 によるものの一つである。 1)E’C.Rollason, Characteristics of Metallog raphic Polishing Powders, J. of the Iroh  and Steel Institute, July,1949 2)織岡、ガラス研磨剤の粒度測定、山梨大学工学部研 究報告第1號昭25.5 3)織岡、粒度測定に於ける基本的間題(第1報)精機学 会金沢講演会昭25.11(精密機械近飛豫定) 4)申條、粉砕に関する研究、化学機械協会年報第7巻 昭24

点接觸齒車の理論的研究

 「假想媒介歯車」なる考えに依つて鮎接鯛菌車の一 般諭を考察し、之に従い黙接鰯菌草の一:r例として、イ ソボリユー1・ねぢ歯車の有効菌幅、同時喧合蘂数等を 求め又ねぢ歯車の転位について論じた。

§置点接鰯歯車の一般論

 ラツクで創成された平菌陣相互の噛合いやクラウソ で創成された傘菌車相互の随合いは理鈴的には一般に 曲綜接詞(特別の場合には直線接鰯)である。然るに ねぢ檀車、ハイポイドギヤe−.1スキユーベベルギヤー 等は本質的に瓢接鯛である。  かXる藤車に於ても幾何学的には曲線接鯛の歯形曲 面が勿論存在するが、笑際問題としてはそれを如何に して菌切りするかが問題であり、曲線接鰯のかXる歯 車を創成法乃至フライスLJ削で実現することば甚だ困 難である。     .  然るに顯接鰯の噛形ならば次の原理により箸易に創 威し得るのである。即ち假惹的な任意の歯車の産形曲 画の内側及び外側を夫々実質部分とする歯に夫々噛み        ぜ Thcoretical study. of Point−contact Gears Saburo  ∠弩iba

(』6−)

(2)

点接鰯歯車 ¢ジ理論θ勺 n井1究 合う二つの歯形は互に適合するV’vaをなす。’最初假想 的に考えた歯車をこXで假に假想媒介歯車、その歯形 曲面を(假想)媒介歯形曲面と呼ぶことにする。この 場合接鯛は一般に賂接鯛であり・接胸黙は假想媒介歯 形曲面上の二つの接綱曲線(假想媒介歯形曲面と各々 の歯面との)の文わりとして求められる。且つ爾歯車 は假想媒介歯形曲面の内及び外にあるたら、決して相 互の干渉を起さない。  角速度比は各々の假想媒介歯車に封する角速度比の 7α励になる。かxる歯車を切削するにはカツターに媒 介歯車と同一の創成運動を与え媒介歯形曲面に沿つて 切削運動をさせればよい。  こLz)考えによれば、従来正確な歯形は得られないと されていた(1)ハイポイドギヤー等も厳密に黙接鰯歯車 の條件を満しうることが判る。  勿論ハイポイドギヤーを切削する場合、ギヤー、ピ ニオソの申少くとも一方は偏心の位置で歯切りしなけ ればならない。従つてライネツカー斜歯傘歯車歯切盤 等では歯切盤の構造上正確な!・イポイドギヤーは切削 出来ない。

  §2ねぢ歯車

       s’t  鮎接鯛歯車の一例としてイソボリユートねぢ歯車に ついて論ずる。Buckinghamの著書②には、ねぢ歯車 の的確な性質は一般的には理解出来ないと書かれてい るが、假想媒介歯車の考えを用うれば比較的透呪に理 解される様に思われる。  インボリユートねぢ歯車の場合假想媒介歯車は平面 歯より成る斜歯のラ,ックと考えることが出来る。 ! 4

、 、\

皿 P1

T

第一図(ねぢ産車及び假想ラツクの噛合) 第1図に於てTをラツクの歯の方向とし、Tと歯車 1〆ーの軸とのなす角即ち歯のねちれ角を夫々β1〆β2 〆刻み圓の半径をRl 4職i角速度tU1 t cv2とする。ラツ 第 図

A

接 点 き 跡 )

  R, Pul ら/ P,, Cvv、 \

Lc’ILc

PU I Lc クが歯に垂直方向にVなる連度で動くとすれぼ、歯車 1〆ーがこの媒介歯形曲面に噛み合うためには     ∫ ω1R1=vsecβ1     /。,R, 。=vsecβ2  (1)

  故に鵠一巖} (・)

 ラックの歯の圧力角をγとすれば・軸に垂直な平面 による切口の圧力角71,72は    tan7i== tan7secβi   (『=1,2)     (3)  基圓の半径をal,吻とすれば  N    ai =1∼i cos7t      (Z=1,2)      (4) で与えられる。扱てラツクと各々の斜歯歯車との接鯛 線き跡は各々の刻み鮎を通り軸に平行且つラツクの歯 面に垂直な平面である。  β1ヰβ2=0なる限りこの2つの平面は相異り、そ の夜線は二つの刻み置筒の獲醒鮎0を通りラツクの歯 面に垂直な直綜であそ。苗に述べた一般論に従い、こ れが歯車Ilコ1の接麗鮎ぎ蹴である。任意の函聞の接 鰻瓢は、この直線とその位置に於ける媒介ラツクの歯 車との交わりである。第2図ではLcが接醒鮎き助直線 である。而してこの接舷恕き助直線は二つの差圓筒に VJし、坦鮎は干渉瓢である。従つて2亘灘間の部分の みが菜際の握醒鮎き跡となり得る音「分である。この線 分の軸上への副影を考えれば之か実際に接鯛にあつか り得る最大の論効塞帳であそ。これは許される最大の アデンダムをとるとき違せられる。  接鱗鮎き跡上の産車工の干渉鮎をP叫歯車豆の干渉 黙をP,、・zとする。然れば第乏図によりeF,,1 iO∫㌦線分の 刻み平面上への射影OPze・Yは、 OPuε’ ・・ai sin7z seCjei= R icos7i si2”e7i secβi (i・=・1,2) (5)

(−7−)

(3)

・山梨大学工学部研號報告第2號  従つて最大有効歯幅をFeiで表わせぽ  Fei=sinβi(RI COSγ1 sinx secβ1十R2 COSγ2    sznγ2 secβ2),      (i=1,2)  (6)  この時の歯先圓の半径、即ち許される最大の歯先園 の半径をft。1〆R。2とすれば  “ ヨ  Ro z=(R2十RI sin 271)2十 (OP/wlcosβ2)2 R・2・=・AV/(R2+R1 sin2 71)2+(a1 sin71        secβ1 cosβ2)2     (7) 同様に R・・r/(」?・+R・吻2γ・)・+(a・吻γ2        secβL)COSβ1)2  従つて許される最大のアデソダムは    R・i−Ri   (i=1,2)◆   (8)  次にこの時の作用こ及び同時噛合歯数を求める。接 繍箪上竹ミニ仁瀕箪上鑑停1「みロ埠  ∬t貝宋白 :“,”よざA レ IA te ee“1 1J−S i“削 N t t:P’Ui“HユL=SIJノ’」ttv )1eス」tSSノノ7」U”)よリ膨勤し た距離は第2図により   OPutsec27= ai sin7i secβi sec2 7    σ=・1,2)  従つて(1)の関係により作用こQ1,Q2は Qξ一sρε U已γ(a・w、secβ、+a、 si。,、・s、。β、)       σ=1,2)  故に同時噛合歯数ヵは歯数をNl,Mとすれば 一∧Tisecβi sec2 7

        (at secγ1 secβln == ve@2πRi−

       十α2sinγ2 secβ2)    (9) (嘉一芸であるから・(2)により、(9)で鳳・と   tan 77d =,tan7t sβcβ,i  α=1,2)  (14)         R/i   tanβ「i :       tanβi      (15)         Ri  なることが容易に判る。  こXにヅは転位後の假想ラツクの圧力角で之が爾歯 車について一致しなければならない。  故に転位の一條件として  (14)より   tanγ1’COSβ1’= tanγ2/cosβ2’    (16) をうる。次に假想ラツクのピッチをP,歯車の園刻みを Piで表わせば     1り ==Pi gOSβ}     カ’ rρ1’COSβ1’

    血’一血誓    (17)

 故に転位後の假想ラックのピツチが爾歯車について 一叙丁るという{康件として   五∼1’  COSβ1 t   R2,  COSβ2’   Xi「−jl・,β「=一云㌃一嚇「 (18)  をうる。 (16),(18)に(13),(15)を入れxば、夫々 VR・・2 −al Rl a1       =∼/RI+R、・2伽・β、 MR、’・_al R2 おいたものは一致する。之は当然のことである。)  次に歯先圓の半径Roi 〈 ftoi(i=1,2)のときを考え る。この場合は接魑鮎は干渉に達しない。接鯛鮎き跡 の終端をP1 , P2とする。(歯車工の側の終点をPlと する。)  然れば、αP⑳ピツチ平面上への射影をVl pエ2とす れば   {   R,》 =(R2十κ1 tanγ)2十 (κl COSβ2)2        (10)    “ii∼え=(R1十κ2 tanγ)2十 (エ2 COSβ1)2  この2次方程式よりκ1,X2を求めれば、この時の有 効歯幅・同時噛合菌数等は容易に求められる。  有効歯幅飽∫は   Fθゴ=s∫ηβε(Xl−f x2)    (i=1、2)   (11)  同時噛合歯数κは

  n−≡㌶ゆ一(・・+・・) (・・)

 (但し、菌幅は有効歯幅以上あるものとする。) 次にインボリユートねぢ歯車の転位について考える  中心距離を増すとRl, R・・,γ1,γ2,β1,β2が変る。  転位後の量を表わすのに「ノ」を用うれば …γ’・一

O㌃   (13)

    a2 R1/secβ1 VRi5rr−Z{17ii;;:,+R22tan2・㌃(19) 1∼2「sec B2 個+R、、r2.tan・β、= @+Rz・2.t。n・β、⑳  を得る。 転位が可能であるためには(19,(20)が同時に成立 しなければならない。       ’ 然るに之等は一致には同時に成立しない。 特別の場合として   β1=β2,γ1=γ2の場合(歯数比及び軸のなす角   β1+β2は任意)は明かに (19),(20)爾式を同時に成立せしめることが出来る。  この場合は

  _RiL=盈⊥=K

 {    Rl        R2   tanβ1ノ=・ tanβ2ノ=Ktanβi(= Ktanβ2)  となる。即ち爾歯車の軸間距離を増せば、雨軸のな す角は大になるのである。又同時哩合歯数等は前述の 式に於てRi,βi,γ∫等の代りにR〆,βir,γirを入れXば求 められる。 前記E,.8蹴ゐ∫κg肋〃の著書(2)にはねぢ歯車の転位に関 し単に「中心距離を増し或いは歯車の軸の取付角度を 変じた場合(爾刻み平面を隔てる)歯の作用は正確で ある」と書かれているが以上の理論によりインボリユ ートねぢ歯車の転位(同時に爾軸のなす角度の変更)「

(−8−)

(4)

鋼の旋削に於ける切暦の温度 .は特別の場合に限り可能であるこ,とが明かになつた。

   結 言

 以上假想媒介歯車なる考えに依つて鯛妾鯛歯車の一 般論及びイソボリユー…トねぢ歯車について論じたので あるが、この方法はハイポイドギヤP等を解せきする ・場合にもそのまx使うことが出来る。之等の歯車につ  いては他の機会に論ずることにする。   文献(1)Schiebel‡Zahnrader     (2)E.Buckingham‡はすぼ及ねぢ歯車       (林治訳) ●

鋼の旋削に於ける切屑の温茂

§緒論

北 御 門 良 夫

 金属の仕上げ旋削に於ては切削速度を大にする程仕 上げ面は平滑に且つ光沢を帯びてきれいに仕上がるこ とは既に知られて居る所である。この故に仕上げ面を きれいに且平滑にするためには出来るだけ切削速度を 大きくしたいのであるが、切削速度を大にすればそれ に伴つて切削熱の発生も大となり「バイト」袈先を軟 化し耐久力を弱めることとなる。この故に各種旋削條 ・ 件と袈先温度との関係を知ることは極めて大切なこと であるが、現在迄に行はれた方法は工作物と双物とに 依り熱電封を形成する方法、又は匁先附近に数多くの 孔を明け多数の熱電封を入れて各恕の温度を測り、そ れらの黙の温度より匁先の温度を推定する方法などで あるカミ「バイト」が硬質合金の附殴バイトの場合には面 倒であり且つ不安定である。このために此研究に於て は「バイト」の双先温度と切屑の温度との間には密接な 関係があり、且つ切削速度大となる場合には切屑の温 度も大になり、500°C以上ともなれば切暦は高温のた 口 1 1 s 1 1 1 γ’ 茶Z ’ いrノ’ v^

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;・  1‘ めに着色されることに着眼して種々の旋削條件と切屑 温度との関係を求めた。本研突により仕上面切削の際 の切削速度決定の一資料を得たと思う。 §装置並に測定法 、誹 第 二 図 光学的高温計     測定装置     第一図 切削中に於ける匂屑の涯度を測る目的にて第一図に示 す如き光学的温度計を作つて殴物台に取付け切暦の色         により温度を測定した。第1図でAは         工作物Bは旋盤吸物台に取付けられ         た「バイト」Cは温度計の本体で本       9         体(鏡胴)申に変圧器Eに依り電圧を         加減して任意の温度に保つことの出

   」  来る離体を置き其の離体の提度

        は「巨金白金Pゲウム熱題樹」によ         りDなる「ミリボルトメ・・タ’」に         て読み取る鎧脈の詳細ま第2図に示         す如く・Aは接眼レソズ、五日劉物 レソズであつて、高涯体の構追はC なる外径約1.3㌫の磁性管の外遣に 「ニクPユ務」を雀きこれに裂圧器 を経て電流を通して直涯を保つこと が出来る様にする。高班材の涯度を 読むためにこの磁性管のヰに熱琵i圏の涯接鯉Eを置く。Fはge, fipを上下口屑して xThe chik−−Temperature in ture血mg Sfcels Ycfhio Kitfmikado (−9−・)

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