らせん角

機械工学において、ねじれ角とは、任意のらせんとその右側の円筒または円錐の軸線との間の角度です。^{[1]一般的な用途は、}ねじ、はすば歯車、ウォームギアです。

らせん角は円筒の軸を参照し、軸に垂直な線を参照するリード角とは区別されます。当然、らせん角はリード角の幾何学的補完です。らせん角は度単位で測定されます。

ネジ特有の用語で言えば、ねじの螺旋を解いて断面を直角三角形として表し、形成される角度を計算することで、螺旋角を求めることができます。用語は直接ネジを指していますが、これらの概念は、螺旋角のほとんどの機械的用途に類似していることに注意してください。

らせん角は次のように表される: ^[2]

${\displaystyle {\mbox{らせん角}}=\arctan \left({\frac {2\pi r_{m}}{l}}\right)}$

どこ

lはねじまたは歯車のリードである

r _mはねじ山または歯車の平均半径である。

ねじれ角は、動力伝達と運動変換を伴う機械工学のアプリケーションにおいて非常に重要です。以下にいくつかの例を示しますが、ねじれ角の使用はより広範囲にわたります。

ねじのストックシリンダーに単一のらせん状の溝を切ると、単条ねじと呼ばれるねじができます。同様に、2 つの切り込みのらせん角度が同じで、2 番目の切り込みが最初の溝の間の未切断材料に配置されている場合は、2 条ねじを組み立てることができます。特定の用途では、3 条および 4 条ねじが使用されています。^{[3]らせんは右ねじまたは左ねじのどちらでも切ることができます。特にねじでは、ねじの角度は}パワーねじの用途でのトルクの計算に不可欠です。

スクリューの最大効率は次の式で定義されます。^[4]

${\displaystyle \alpha =45^{o}-{\frac {\phi }{2}}}$

${\displaystyle \eta _{max}={\frac {1-\sin {\phi }}{1+\sin {\phi }}}}$

ここで、 はねじれ角、は摩擦角、は最大効率です。摩擦値はねじと相互作用するナットの材質に依存しますが、最終的には効率はねじれ角によって制御されます。隣の図に示すように、一定の摩擦に対して効率をねじれ角に対してプロットすることができます。最大効率は40度から45度の間のねじれ角ですが、15度以上で妥当な効率が得られます。ねじ山の形成が難しいため、30度を超えるねじれ角はほとんど使用されません。さらに、30度を超えると摩擦角がねじれ角よりも小さくなり、ナットはもはやセルフロックせず、機械的利点がなくなります。^[4]${\displaystyle \alpha \,}$${\displaystyle \phi \,}$${\displaystyle \eta_{max}}$

ヘリカルギアとウォームギアでは、特に指定がない限り、ねじれ角は標準ピッチ円を表します。^[1]ヘリカルギアのねじれ角の適用範囲は通常15°から30°の範囲で、安全な動作限界は45°です。角度自体は右巻きまたは左巻きのどちらでも切断できます。^[5]典型的な平行配置では、かみ合うヘリカルギアでは、ねじれ角が同じ大きさで、反対方向に切断されている必要があります。

ウォームギアはヘリカルギアシートに似ていますが、ウォームトレインのシャフトが垂直に並んでいる点が異なります。この場合、ウォームのねじれ角はウォームギアのリード角と噛み合います。^[6]

• ギアの名称一覧

• バンダリ、VB（2007）、機械要素の設計、タタ・マグロウヒル、ISBN 978-0-07-061141-2。
• カルワ、ラジェンドラ（2005）『機械設計の教科書』ファイアウォールメディア、ISBN 978-81-7008-833-2。