ﾋﾟｯﾁ円直径の自動計測

Question

自動組立ﾗｲﾝの中で歯車のP.C.Dを計測したいのですが、良い計測器をご存じないでしょうか？　ﾓｼﾞｭｰﾙは0.35と小さいです。

Accepted Answer

少しわかりにくいのですが、P.C.D.は、圧力角、転位係数などと組み合わせて、どのような歯車かを示すための諸元、定義ですので、「測る」という性格のものではありません。したがって、そういった測定器や測定方法は、世の中に存在しないはずです。

ご承知かもしれませんが、歯車の測定には、大きく分けて2種類あります。かみ合い試験と、実際に歯形、ピッチ等を測る方法です。JIS規格もこの2つの方法に合わせて歯車の精度等級を規定しています。
　かみ合い試験は、同じモジュールのマスターギヤとかみ合わせて回転させ、動作異常の状態や大きさを測定します。歯車の細かい部分の出来具合は気にせず、実際に回してみてきちんと回れば良しとする、いわば結果オーライ的な測定です。
　実際に歯形等を測定する方法は、P.C.D.、圧力角、転位係数などの諸元から計算される、理想的には歯面がここにあるはずだ、という位置に対し、実際の歯面がどこにあるか等を測定します。

どのような目的かわかりませんが、歯車の出来具合に合わせて何かをするのではなく、設計値で必要な機能を満たすような精度等級の歯車をはじめから用いる、というのが基本と思います。

歯形等の測定器の中には、諸元のわからない歯車の測定結果から、もとの諸元を推測(測定ではなく)する拡張ソフトが用意されているものもあるようですが、信頼度はあまり高くない、と聞きます。

Answer

>>私どもの製品は回転させる歯車ではないため,

仮定１：この文面からの推測でひとつの方法論を話したいと思います
この部品はセクターギヤではないかと仮定する

当然の事ながら歯先円直径は直接測定は不可能となります
ピッチ円直径も同様に測定不可能、

ここでこのピッチ円直径を測る方法を考える←これが命題

マスターギヤ（噛合い試験機用と同じ精度等級）を準備する

オーバーピン寸法測定の応用を考えます

測定用の治具を準備します
マスターギヤを固定してオーバーピンをギヤに接触させてこの時の
数値を基準として製品に置き換えて測定する(相対測定法）
考え方によってはオーバーピン径と位置は歯車設計計算から
算出は可能ですが、計算が煩雑なので代替寸法測定法が
簡単だと思います、（マスターはしっかり作りましょう）
この差が公差内なら合格とする

この治具でオーバーピンの移動台にリニアスケールのデジタル
表示の出来るものがあればデータログが採れるのである程度の
自動化は可能になるのではないかと思います

仮定２：材質が樹脂とする
機械加工創成歯車なら極端な歯形曲線の異常は少ないのですが
エンジニアリングプラスティック（POM　MC等）を使った歯車は
加工工程が長いため各工程毎の誤差が集積してギヤトレインの
全体的な不具合の原因となっています
(ほとんどの方が成形工程だけを取り上げて話されてますが)
工程１：ギヤ製品設計
　　２：樹脂収縮率検討　　　　　　　設定誤差
　　３：放電加工ギャップ検討　　　　設定誤差
　　４：放電加工（キャビ、コア作成）加工誤差
　　５：成形作業、収縮誤差　　　　　成形誤差
特に、成形後の歯面各点に於ける圧力角の変化誤差が問題となっています
(以上の誤差については当方でも現在困っているのが現状です、因みに当方はm=0.4です）
ヒケが発生するとお手上げです
特にセクターギヤで微妙なピッチ円の変化は従動する回転部品への
影響が大きく出てほんとに困り者です

仮定３：回転角度精度が出にくい
転位係数をプラスに取った歯車に設計変更する但しバックラッシュには
充分注意する、軸間距離を保持したまま歯車に起因する誤差以外の誤差を
転位歯車にすることによって吸収する、いくつかの転位係数の違う歯車を
準備されて総合的に良い結果の出るものを選ばれるのが良いかと思います

仮定が外れていても参考になれば幸いです

回答（２）の方が述べておられるように、歯形の精度が
良くないとあまり参考にはならないと思いますが

ピッチ円直径の自動計測