平行軸ギアボックス：原理、応用、および将来の動向

1. 一文要約

2. 詳細な要約

I. 平行軸ギアボックスの概要

II. パラレルシャフトギアボックスの作動原理

（1）ギア伝動の基本原理

1. ギアのかみ合い ：動力と運動は、2つ以上のギアの歯が噛み合うことによって伝えられます。
2. ギア比 ：ギアの歯数によって決定され、以下の式で計算されます (i=\frac{N_2}{N_1}) ここで、 (N_1) は駆動ギアの歯数、 (N_2) は従動ギアの歯数です。
3. トルク変換 : 効率損失を除くと、入力トルク ( (T_1) ) と出力トルク ( (T_2) ) は (T_2 = i\times T_1) .

(2) パラレルシャフトギアボックスの構成

III. 平行軸ギアボックスの設計

（1）設計手順

1. 設計パラメータの定義
   • 入力回転速度、トルク、および動力要件。
   • 負荷特性（例：衝撃負荷、連続運転）。
   • ギア比の要件。
2. ギアパラメータの計算 モジュール、歯数、圧力角およびねじり角（ヘリカルギアの場合）を決定します。
3. ギア材料の選定 一般的な選択肢には、合金鋼、鋳鉄、エンジニアリングプラスチックが含まれます。
4. 強度検証 接触応力（ヘルツ応力）および曲げ応力を計算し、安全係数基準への適合を確実にします。
5. 潤滑および放熱設計 かついん潤滑または強制潤滑を採用して、ギアの寿命を延ばします。
6. 騒音および振動の最適化 高精度ギア加工、振動吸収ベアリング、ハウジングの遮音処理により実現します。

(2) 主要な設計最適化手法

1. 有限要素法（FEA） : ギアやハウジング内の応力分布を最適化し、構造的安定性を向上させます。
2. トポロジーの最適化 : 構造強度を維持しつつ、ギアボックスの重量を削減します。
3. 3Dプリント製ギアボックス : ラピッドプロトタイピングを可能にし、設計の柔軟性を高め、研究開発サイクルを短縮します。

IV. 平行軸ギアボックスの用途

V. パラレルシャフトギアボックスの将来の開発動向

1. 高出力密度設計
   • 新しい材料（例：炭素繊維強化複合材）を使用して、軽量化と強度向上を実現しています。
   • センサーを統合することで、ギアの摩耗状態や潤滑状態をリアルタイムで監視可能にしています。
2. 知的情報とデジタル化
   • デジタルツイン技術 ギアボックスのデジタルモデルを構築し、運転状態をシミュレーションして性能を予測・最適化します。
   • AI駆動の予測保全 運転データ（振動、温度、油の状態）を分析して、故障を事前に予測し、予期せぬ停止時間を削減します。
3. 緑の製造業
   • 低騒音かつ高エネルギー効率のギアボックスを設計し、環境基準を満たすようにしています。
   • リサイクル可能な材料を使用して、製造時の二酸化炭素排出量を削減しています。
4. 3Dプリントとモジュラー設計
   • 3Dプリントにより、ギアボックスの迅速なカスタマイズが可能になります。
   • モジュラー設計により、メンテナンスやアップグレードが簡素化されます。

六 号 結論