ウォームギア伝動装置は、ウォームとウォームホイールで構成され、一般的にウォームが作動部分となります。ウォームギアには右ねじと左ねじがあり、それぞれ右ねじウォームギア、左ねじウォームギアと呼ばれます。ウォームは、1つ以上のらせん状の歯を持つギアで、ウォームホイールと噛み合って軸歯車対を形成します。割り出し面は円筒形、円錐形、円形のいずれかで、アルキメデスウォーム、インボリュートウォーム、標準ストレートプロファイルウォーム、テーパー包絡円筒形ウォームの4種類があります。
ウォームギア伝動装置の利点。
✦ 単段伝達比は大きく、一般的に i=10～100 です。動力伝達のインデックス機構では、最大で 1500 を超えることができます。
✦ 同じ噛み合いは直線接触であり、大きな電力に耐えることができます。
✦ コンパクトな構造、スムーズな伝達、低騒音。
✦ ウォームのリフト角がギア間の等価摩擦角よりも小さい場合、逆行運動でセルフロックされます。つまり、ウォームのみがウォームホイールを駆動でき、ウォームホイールは駆動できません。
ウォームギア駆動の欠点。
✦2つの軸が垂直であるため、2つのホイールノードの線速度は垂直になり、相対的な滑り速度が大きくなり、発熱や摩耗が起こりやすくなります。
✦効率は低く、一般的に0.7～0.8です。セルフロック式ウォームギアを備えたウォームギアはさらに効率が低く、一般的に0.5未満です。
はウォームギアステッピングモーター必ずしも自己ロック性能を備えている必要があるのでしょうか？
いいえ、前提条件があります。リード角＜摩擦角の場合、ウォームギアステッピングモーター自動ロック機能付き。
通常、減速ステッピングモーターを選択する場合、ユーザーは停電保護またはブレーキモーターを使用する必要があります。そのため、減速モーターは停止の目的を達成するためにブレーキとともに選択されますが、これは絶対停止を意味するものではなく、わずかな慣性が残ります。
セルフロックとは何ですか？セルフロックの概念は、どれだけの力が加わっても、どれだけの慣性があっても、動作部分の動作が停止すれば、機械全体が制動できるというものです。ウォームギア式ステッピングモーターはこのセルフロック性能を備えています。ギア式ステッピングモーターにはセルフロック性能はありませんが、減速比が1:30以上のウォームギア減速機には確実なセルフロック性能があり、減速比が大きいほどセルフロック性能は向上します。
ウォームギア式ステッピングモーターのセルフロック性能を確保するために、減速比をどのように選択すればよいでしょうか？
1．ウォームギアの摩擦係数が0.6で、ウォームギアのガイド角度が3°29′11″未満の場合、セルフロック状態となり、その逆も同様です。
2．ウォームギアの摩擦係数が0.7で、ウォームギアのガイド角度が4°03′57″未満の場合、セルフロック状態となり、その逆も同様です。
3．ウォームホイールの摩擦係数が0.8の場合、ウォームのリード角は4°38′39″未満、つまりセルフロック状態となり、その逆も同様です。
ウォームのリード角が噛み合う歯車の歯間の等価摩擦角よりも小さい場合、減速ステッピングモーター機構はセルフロックし、逆セルフロックを実現できます。つまり、ウォームのみがウォームホイールを駆動し、ウォームホイールはウォームを駆動しません。一般的に、重機械の設計では、設計者はセルフロック付きのウォームギア機構を使用する傾向があります。なぜなら、その逆セルフロックは安全保護において非常に重要な役割を果たすことができるからです。
ウォームホイールとウォームギアの計算式。
1. 伝達比 = ウォームギアの歯数 ÷ ウォームヘッドの数
2．中心距離 = (ウォームホイールピッチ + ウォームギアピッチ) ÷ 2
3．ウォームホイールの直径 = (歯数 + 2) × モジュラス
4．ウォームホイールのピッチ＝モジュール×歯数
5．ウォームピッチ＝ウォーム外径－2×モジュール
6．ウォームガイド＝π×モジュール×ヘッド
7．らせん角（ガイド角）tgB=（モジュラス×ヘッド番号）÷ウォームピッチ
8．ワームリード＝π×モジュール×ヘッド
9．モジュラス＝インデックス円の直径／歯数
ワームの頭の数：単頭ワーム（ワームにはらせんが1つしかなく、つまりワームは1週間回転し、ワームホイールは1つの歯を通ります）、二頭ワーム（ワームにはらせんが2つあり、つまりワームは1週間回転し、ワームホイールは2つの歯を通ります）。
モジュラスとは、ねじのらせんの大きさを表すもので、モジュラスが大きいほど、ねじのらせんも大きくなります。
直径係数とは、ネジの厚みのことです。
モジュラス：歯車のインデックス円は、歯車の各部分の寸法を設計および計算するための基準であり、歯車のインデックス円の円周 = πd = zp なので、インデックス円の直径は
d=zp/π
上記の式においてπは無理数であるため、基準円の位置合わせには不便です。計算、製造、検査を容易にするため、現在ではp/πの比はいくつかの単純な値として人為的に規定されており、この比はモジュラス（絶対値）と呼ばれ、mで表されます。
ウォームギアの種類
ウォームの形状の違いにより、ウォームは円筒形ウォームギア、環状ウォームギア、円錐形ウォームギアに分類される。中でも、円筒形ウォームギアが最も広く使用されている。
一般的な円筒形ウォームギアは、主に旋盤でストレート刃の旋削工具を用いて切削されます。工具の取り付け位置や使用する工具の種類を変えることで、垂直軸の断面における歯形が異なる4種類のウォームギアが得られます。すなわち、インボリュートウォームギア（ZI型）、アルキメデスウォームギア（ZA型）、通常のストレートプロファイルウォームギア（ZN型）、およびテーパー付き円筒形ウォームギア（ZK型）です。
内巻き虫（ZI型）ブレード面はウォームベースシリンダーに接しており、先端の歯はインボリュート形状になっているため、高速回転や高出力に適しています。
アルキメデス型ワーム（ZA型）軸平面に垂直な歯形はアルキメデス螺旋であり、軸平面より先の歯形は直線で、加工は簡単だが精度は低い。（軸方向直線歯形ウォームギア）
通常の直線形状のワーム（ZN）- 改良された研削砥石で歯を研削するために使用でき、加工が簡単で、多頭ウォームによく使用され、伝達効率は最大0.9です。
トランスミッションについて簡単に理解しているようですので原則ウォームギアモーター他に何かお伝えしたいことがあれば、お問い合わせ!
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投稿日時：2023年1月30日