歯車
歯車には以下の規格が用いられる。
国際規格 ISO規格(国際標準化機構)
日本規格 JGMA規格(一般社団法人日本歯車工業会) JIS規格(一般財団法人日本規格協会)
上記、規格は各団体で購入可能(3.は日本規格協会でも購入可能)
歯元のたけ h f {\displaystyle h_{f}} と相手歯車の歯末のたけ h k ′ {\displaystyle h_{k}'} との差。すなわち、 h f − h k ′ {\displaystyle h_{f}-h_{k}'} である。
ピッチ円上の1歯の上の点と隣りの歯の上の点との距離をピッチ円に沿って測ったもの。 t = s + w {\displaystyle t=s+w} である。
歯車の歴史は古く、1901年には地中海に沈んでいた古代ギリシア時代のアンティキティラの沈没船(英語版)から回収されたアンティキティラ島の機械は紀元前150 - 100年に製作されたと考えられているが、これは歯車を利用した天体運行計算機だった。しかしこの機械と同様の複雑さを持った技術工芸品はその1000年後まで現れることはなかった。 ウィトルウィウスは『建築について』の中で縦に回転する水車について論じたが、縦に回転する動力を横方向の回転に変換するランタン歯車と呼ばれる木製のピンを組み合わせる歯車が1世紀頃のローマ帝国で普及し、18世紀末まで日常的な歯車として利用され続けた。全金属製の歯車は11 - 12世紀頃に登場したが、産業用ではなく専ら時計などの精密装置に用いられた。
歯車は平ベルト等と異なり滑りが無いので、タイミング機構には不可欠である。軸と一体のものや軸受けを仕込んだもの、キー溝やスプラインを設けたものがある。
歯数の組み合わせは自由であるが、大きな力を伝達するときや、滑らかさを必要とするときは、いつも同じ歯同士が当たると、微小な傷が大きくなったり、特定の箇所で音が発生するため、無駄歯を設けて歯数が互いに素になるように設計される場合がある。互いに素である組み合わせでは全体が均一に磨耗し、歯当たりが滑らかになる。これを英語ではharmonic wearという。ほとんどの工業製品はこの組み合わせで作られるが、減速比の都合などによってそうできない場合もある。歯車の材質が同種の組み合わせは摩擦係数、耐摩耗性、焼付き耐性が劣るため異なる材質か表面処理を行った歯車の組み合わせが好ましい。また、小歯車は硬い材料にしておかないと先に磨耗する。
代表的な歯車装置には以下のようなものがある。
遊星歯車機構
差動装置 - ディファレンシャル、略してデフとも呼ばれる。
減速機、変速機
ラック・アンド・ピニオン
平行して有る2本の軸上に2種類ずつ(計4枚)のギヤを接続しループを作った場合、2本の軸上にあるギヤの比率が一定である場合を除いて、軸は回転をしない。