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遊星歯車機構をTinkerCADでつくってみた

きさいち@工作室もくもくはりねずみのオーナー

TinkerCADでも、すこしメカメカしいものを作ってみたいなぁ、と「遊星歯車機構」をつくってみました。

遊星歯車機構（プラネタリーギア）とは

遊星歯車機構（プラネタリーギア）は、中心の太陽歯車（サンギア）と、その周囲を回る遊星歯車（プラネタギア）、それを支えるキャリア（アーム）、さらに外側を囲むリングギア（内歯車）で構成される歯車機構です。

🛠 基本構造

  1. サンギア（太陽歯車）：中央にあり、回転の中心となる歯車。

  2. プラネタギア（遊星歯車）：サンギアの周りを回る小さな歯車で、複数個配置されることが多い。

  3. キャリア（アーム）：遊星歯車を支える部分で、回転運動を伝達する。

  4. リングギア（内歯車）：外側を囲む歯車で、内側に歯がついている。

🚀 特徴と利点

  1. 高いトルク伝達能力

    • 遊星歯車は複数の歯車が同時に噛み合うため、一般的な平歯車よりもトルクを効率よく伝達できる。

  2. コンパクトな設計が可能

    • 小さなスペースで大きな減速比を得られるため、自動車のオートマチックトランスミッション（AT）などに使われる。

  3. 複数の動作モード

    • サンギア、キャリア、リングギアのどれを固定するかによって、異なる減速・増速・逆転機能を持たせることが可能。

🚗 こんなことにつかわれているよ

  • 自動車のオートマチックトランスミッション（AT）

    • 変速比を滑らかに変えるために使用。

  • 電動工具（ドリルなど）

    • 高トルクが必要な場面で遊星歯車を利用。

  • 遊園地のコーヒーカップ

    • いわれてみれば、あの動き、これか…！！！！

TinkerCADでつくってみた

今回は、キャリアはつくらず、固定もなるべくせず、「パッと出力してすぐ回せること」を目指しました。

歯車をつくる方法

TinkerCADのギャラリーには誰かが作った便利なパーツがたくさんあります。
「useful gear」を使えば歯の数や軸の直径を簡単に変更できる歯車をつくることができます。

作成のポイント

歯車のサイズ調整が大変でした。
少し大きい（歯が多すぎる）と入らず、少なくするとゆるくなって噛み合わず。
出しては歯を増減し、を繰り返してベストな歯数を見つけました。

ピッチは２、勾配は0.01で共通で、歯数は以下のように設定しました。

  • サンギア: 12

  • リングギア: 16

  • プラネタギア: 45

また、ヒートベッドに直接あたる層が少し太ってバリのようになるのをやすりで調整するのも大切です。

滑りを良くするのに、胡桃油をぬってみたところいくらか良くなったような気がします。グリスだともっと滑りがよくなるかもしれない。

▼作成したデータはこちら▼


回すだけでも、なかなか楽しい

つくったはいいけど、何に使おう…。

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