JP2596081B2 - ギヤノイズ測定装置 - Google Patents

ギヤノイズ測定装置

Info

Publication number
JP2596081B2
JP2596081B2 JP63191246A JP19124688A JP2596081B2 JP 2596081 B2 JP2596081 B2 JP 2596081B2 JP 63191246 A JP63191246 A JP 63191246A JP 19124688 A JP19124688 A JP 19124688A JP 2596081 B2 JP2596081 B2 JP 2596081B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
gear
frequency
rotation speed
noise
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP63191246A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0238930A (ja
Inventor
和人 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP63191246A priority Critical patent/JP2596081B2/ja
Publication of JPH0238930A publication Critical patent/JPH0238930A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2596081B2 publication Critical patent/JP2596081B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、ギヤの噛み合いの良否を判定するギヤノイ
ズ測定装置に関するものである。
[従来の技術] 自動車のディファレンシャル等、回転運動を行う機械
では多くの場合ギヤが用いられるが、それらのギヤの噛
み合いが不良であると、騒音・振動を発生し、機械の寿
命を低下させることにもなる。そこで、従来よりギヤノ
イズを検出し、診断する装置が考案されている。従来の
ギヤノイズ測定測定装置は、通常、第5図のような構成
となっている。ベンチ等の上で回転するギヤを含む回転
体80に振動ピックアップ81を取り付け、振動に応じた電
気信号を得る。この電気信号はチャージアンプ82で増幅
され、バンドパスフィルタ83を通される。バンドパスフ
ィルタ83は、ある固定された特定の周波数範囲(サンプ
リング周波数)の信号のみを通過させる回路である。バ
ンドパスフィルタ83を通過した信号は、ログアンプ84で
対数化され、ピークホールド回路85でピーク値が検出さ
れる。そのピーク値の大小により、回転体80の供試ギヤ
の良否を判定するのである。
一方、回転体の回転速度を変化させてゆき、その回転
体に取り付けた共振子が供試ギヤの噛み合い周波数に共
振したときに共振子から出力される信号の大小を判定す
るという装置も考案されている(特開昭51−78375号公
報)。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来の技術では、いずれも、測定したいギヤノイ
ズ以外のノイズが検出されてしまい、誤判定を起こす可
能性がある。すなわち、第6図(a)に示すように、振
動ピックアップ81から出力される振動レベル信号の周波
数スペクトルのうち、バンドパスフィルタ83では、検出
すべき信号の周波数91を含む一定のバンド幅内の信号の
みを取り出すのであるが、たまたまこのバンド幅内に、
測定したいギヤノイズとは無関係の非定常的のノイズの
ピーク92が入る場合がある。このとき、ピークホールド
回路85の出力振動レベル95は、第6図(b)に示すよう
に、検出すべき振動のレベル93に無関係な振動レベル94
が上乗せされた値となり、誤判定を生じる結果となる。
又、もう一つの問題点として、例えば自動車のディフ
ァレンシャルギヤ等、使用時に回転速度が変化する機械
では、それらの使用回転数の全範囲でギヤノイズを測定
し、騒音・振動等の問題点を摘出しなければならないの
に対し、従来の測定装置では、ギヤノイズの特性が得ら
れるときの回転体の回転速度がある一つの値に決められ
てしまうことが挙げられる。これは、バンドパスフィル
タのサンプリング周波数が一定値に決められているた
め、ギヤの歯数を考慮して、回転速度もそれに応じた値
に決めないと、目的のギヤノイズを拾うことができない
ためである。もちろん、1回の測定毎にサンプリング周
波数を変更して測定を繰り返してもよいが、これは非常
に手間と時間がかかる。
発明の構成 [課題を解決するための手段] 上記従来の問題点を解決するための本発明のギヤノイ
ズ測定装置は、第1図にその構成を概念的に示す通り、
噛み合いギヤGを有する回転体Rの振動に応じた電気信
号を発生するピックアップPと、ピックアップPからの
信号を周波数分析する周波数分析手段M1と、予め設定さ
れる計測範囲を含む範囲内で上記回転体の回転速度を変
化させる回転速度変化手段M5と、回転体Rの回転速度を
検出する回転速度検出手段M2と、検出された回転速度及
び上記ギヤGの歯数に応じた周波数範囲を決定する周波
数範囲決定手段M3と、上記周波数分析手段M1により周波
数分析された信号から周波数範囲決定手段M3により決定
された周波数範囲内の信号を取り出す限定信号採取手段
M4と、該限定信号採取手段により取り出された上記信号
の上記計測範囲における最大値を抽出する最大値抽出手
段M6とを備えることを特徴とする。
[作用] 回転体Rを回転させると、そのギヤGの噛み合いタイ
ミング(第7図(a))に同期した振動(第7図
(b))が発生する。ピックアップPはこのような振動
を検出し、それに応じた電気信号を発生する。周波数分
析手段M1はこの電気信号を受け、その周波数分析を行
う。一方、周波数範囲決定手段M3では、回転速度検出手
段M2により検出された回転体Rの回転速度とギヤGの歯
数とに応じて所定の周波数範囲を決定する。限定信号採
取手段M4では、周波数分析手段M1で周波数分析された信
号から、周波数範囲決定手段M3により決定された周波数
範囲内の信号を取り出す。
ところで、回線速度変化手段M5は、予め設定される計
測範囲を含む範囲内で回転体Rの回転速度を変化させる
から、限定信号採取手段M4が取り出す信号は、計測範囲
内の回転速度に応じた信号となっている。そして、最大
抽出手段M6は、限定信号採取手段M4により取り出された
信号の計測範囲における最大値を抽出する。この最大値
は計測範囲におけ最大ギヤノイズに対応している。この
最大値に基づいて回転体Rの状態を測定すれば、測定し
たいノイズ(ギヤの噛み合いに起因するノイズ)以外の
非定常的ノイズにより判定が左右される確率が低くな
る。従って、特別の低振動室等を準備する必要がなく、
比較的外部振動が多い場所でも簡便にギヤノイズの判定
を行うことができる。
[実施例] 本発明を適用したディファレンシャルギヤのノイズ測
定装置の例を、第2図〜第4図を基に説明する。本装置
は、第2図に示す通り、ベンチ2上にセットされたディ
ファレンシャルギヤユニット4のギヤノイズを測定する
ものである。ベンチ2にはギヤユニット4の他、ギヤユ
ニット4を回転駆動するモータ6、ギヤユニット4の回
転をスムーズにするフライホイール8及びギヤユニット
4の回転速度を検出する回転速度センサ10等が登載され
ている。ギヤユニット4のハウジング12には振動ピック
アップ14が取り付けられ、その信号はチャージアンプ16
を介して電子制御装置(ECU)30に入力される。回転速
度センサ10からの信号もECU30に入力される。
ECU30は周知のマイクロコンピユータにより構成さ
れ、CPU31、RAM32、ROM33、入力ポート34、出力ポート3
5及びそれらを接続するバスライン36等から成る。入力
ポート34には前記回転速度センサ10からの回転速度信号
及びチャージアンプ16により増幅された振動ピックアッ
プ14からの信号が入力され、出力ポート35からはモータ
6の制御装置18へ回転指令信号が、表示装置40へ供試ギ
ヤユニット4のギヤノイズ判定結果信号が出力される。
CPU31はROM33に予め格納された次のようなプログラム
に従い、処理を行う。第3図はそのプログラムのフロー
チャートである。本ルーチンが開始すると、先ずステッ
プ100で、各種変数のクリア、入出力機器の初期化等の
初期化処理を行う。次にステップ102で、指令回転速度R
0に増分ΔRを加える。本ルーチンが最初に実行される
ときは、指令回転速度R0はステップ100の初期化処理に
より0となっているため、R0は最初はΔRとなる。ステ
ップ104ではこの指令回転速度R0を制御装置18に出力
し、モータ6を回転速度R0で回転させる。ステップ106
では、回転速度センサ10から検出回転速度Riを入力す
る。ギヤユニット4の回転が定常状態にあれば指令回転
速度R0と検出回転速度Riとは等しいはずであるが、過渡
的状態等では、両者は異なる場合がある。ステップ108
では、検出回転速度Riが所定の計測開始回転速度R1に達
したか否かを判定し、未だ達していない場合には、ステ
ップ102へ戻って出力回転速度R0をΔRだけ上昇させ
る。
ステップ102〜106の処理を繰り返すことによりギヤユ
ニット4の回転速度がR1に達した場合には、ステップ11
0に進み、回転速度Ri(rpm)から、次式により、サンプ
リング周波数fn(Hz)を算出する。
fn=n+Ri+K/60 ここで、Kはディファルンシャルギヤユニット4のリ
ングギヤの歯数である(回転速度センサ10が被駆動軸側
に取り付けられているため、被駆動軸のリングギヤの歯
数をとる)。又、n(=1,2,…)は次数であり、計測の
目的に応じて、n=1として基本波をとってもよいし、
2以上として高調波を採取してもよい。
次のステップ112では、チャージアンプ16により増幅
された振動ピックアップ14からの信号v(t)を所定時
間Δtだけ入力する。この所定時間Δtは、先に算出し
たサンプリング周波数fnを考慮して、その1周期以上の
適当な時間をとる。そしてステップ114において、入力
信号v(t)を周波数分析してスペクトル信号V(f)
を得る。これは周知の高速フーリエ変換(FFT)等の手
法により行うことができる。
次いで、ステップ116で、スペクトル信号V(f)の
サンプリング周波数fnにおける強度A(Ri)を求める。
ここで、fnの1点のみの強度でなく、fnを挟んだ所定の
周波数範囲の積分強度をとってもよい。これにより、供
試ギヤユニット4の回転速度Riにおけるギヤノイズのレ
ベルA(Ri)が求められる。
ステップ118では、回転速度Riが所定の計測終了回転
速度R2を超えているか否かを判定し、未だ超えていない
場合には、ステップ102〜116を繰り返す。
全計測範囲の測定を終え、Ri>Rdとなったときにはス
テップ120へ進み、計測範囲R1〜R2におけるA(Ri)の
最大値AMとする。この最大ノイズレベルAMの大きさに
より、ROM33に記憶された所定のランク表に従い、供試
ギヤユニット4のランク付けを行い、ステップ122で表
示装置40に表示する。A(Ri)のカーブ及びランク付け
の一例を第4図に示す。この例では、AMの大きさによ
り4段階にランク付けを行い、4個のランプ42で表示を
行っている。以上で本ルーチンを終わる。
以上のように、本実施例のギヤノイズ測定装置では、
供試ギヤユニット4の回転速度を徐々に上昇させてゆ
き、計測範囲R1〜R2内の各回転速度Riにおけるノイズレ
ベルを採取する。その際、振動ピックアップ14からの信
号のうち、各回転速度Riに応じた周波数fn(又はその近
傍)の信号のみを取り出し、最終的には計測全範囲R1〜
R2における最大ギヤノイズにより判定するため、測定し
たいノイズ(ギヤの噛み合いに起因するノイズ)以外の
非定常的ノイズにより判定が左右される確率が低くな
る。従って、特別の低振動室等を準備する必要がなく、
比較的外部振動が多い場所でも簡便にギヤノイズの判定
を行うことができる。
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は
この様な実施例に何等限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々な態様で実施し得
ることは勿論である。例えば上記実施例では、周波数分
析をECU30が行うとしていたが、専用の周波数分析装置
を用いてもよい。
発明の効果 本発明によると、限定信号採取手段が回転体の回転速
度と歯数とに応じた周波数範囲(サンプリング周波数)
の信号を取り出すため、回転変化手段が回転体の回転速
度を変化させるこにより、所望の範囲内の回転速度にお
いて、回転速度に応じたギヤノイズを測定し、その最大
値を得ることができる。つまり、広い範囲の回転速度に
対するギヤノイズが測定でき、その最大値に基づいて測
定を行えるため、サンプリング周波数を固定したときの
ように、ギヤノイズとは無関係な非定常的ノイズの影響
を受ける確率が小さくなり、誤判定の可能性が低下す
る。又、使用回転速度全範囲でのギヤノイズを比較的短
時間のうちに測定し、状態を診断できる。したがって、
例えば自動車のディファレンシャルギヤのように様々な
回転速度で使用される機械に対してはきわめて有効な測
定結果を短時間で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概念的構成図、第2図は本発明の実施
例であるディファレンシャルギヤユニットのギヤノイズ
測定装置の構成図、第3図は実施例の測定装置の電子制
御装置で行われる処理のフローチャート、第4図はギヤ
ノイズカーブと判定の一例を示すグラフ、第5図は従来
のギヤノイズ測定装置の構成を示すブロック図、第6図
(a)、(b)は従来のノイズレベル判定の方法を示す
グラフ、第7図(a)、(b)はギヤの噛み合いタイミ
ングと検出される振動レベルの大きさを示すグラフであ
る。 R…回転体、G……ギヤ、 4……ディファレンシャルギヤユニット、 P、14……振動ピックアップ、 M2……回転速度検出手段、10……回転速度センサ、 30……電子制御装置、40……表示装置

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】噛み合いギヤを有する回転体の振動に応じ
    た電気信号を発生するピックアップと、 該ピックアップからの信号を周波数分析する周波数分析
    手段と、 予め設定される計測範囲を含む範囲内で上記回転体の回
    転速度を変化させる回転速度変化手段と、 上記回転体の回転速度を検出する回転速度検出手段と、 検出された回転速度と上記ギヤの歯数とに応じた周波数
    範囲を決定する周波数範囲決定手段と、 上記周波数分析手段により周波数分析された信号から、
    周波数範囲決定手段により決定された周波数範囲内の信
    号を取り出す限定信号採取手段と、 該限定信号採取手段により取り出された上記信号の上記
    計測範囲における最大値を抽出する最大値抽出手段と を備えることを特徴とするギヤノイズ測定装置。
JP63191246A 1988-07-29 1988-07-29 ギヤノイズ測定装置 Expired - Fee Related JP2596081B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63191246A JP2596081B2 (ja) 1988-07-29 1988-07-29 ギヤノイズ測定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63191246A JP2596081B2 (ja) 1988-07-29 1988-07-29 ギヤノイズ測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0238930A JPH0238930A (ja) 1990-02-08
JP2596081B2 true JP2596081B2 (ja) 1997-04-02

Family

ID=16271336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63191246A Expired - Fee Related JP2596081B2 (ja) 1988-07-29 1988-07-29 ギヤノイズ測定装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2596081B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7401000B2 (en) 2003-08-28 2008-07-15 Honda Motor Co., Ltd. Acoustic vibration analyzing apparatus and acoustic vibration analyzing method, program for analyzing acoustic vibration, and recording medium, readable by computer, on which program for analyzing acoustic vibration is stored

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5767939A (en) * 1991-10-09 1998-06-16 Seiko Epson Corporation Eyeglass lens
DE69232283T2 (de) * 1991-10-09 2002-05-23 Seiko Epson Corp Linse für Brillen.
JPH06320408A (ja) * 1993-05-10 1994-11-22 Think Lab Kk 被製版ロールのラッピング方法
CA2445706C (en) 2001-04-26 2007-09-25 Hoya Corporation Spectacle lens designing method and spectacle lens
DE60334809D1 (de) 2002-08-20 2010-12-16 Hoya Corp Es optischen systems und verfahren zu seinem entwurf
JP5565120B2 (ja) * 2010-06-09 2014-08-06 富士電機株式会社 転がり軸受部振動データの高周波電磁振動成分除去方法および高周波電磁振動成分除去装置、回転機械の転がりの軸受診断方法および軸受診断装置
CN113899556A (zh) * 2021-09-27 2022-01-07 上海柴油机股份有限公司 发动机齿轮啸叫噪声的识别方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6293620A (ja) * 1985-10-18 1987-04-30 Kawasaki Steel Corp 回転機診断器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7401000B2 (en) 2003-08-28 2008-07-15 Honda Motor Co., Ltd. Acoustic vibration analyzing apparatus and acoustic vibration analyzing method, program for analyzing acoustic vibration, and recording medium, readable by computer, on which program for analyzing acoustic vibration is stored

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0238930A (ja) 1990-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0913694B1 (en) Device and method for analysing torsional vibrations of a rotating component
US4550604A (en) Abnormal noise detector for inspecting gear units
JPS59164938A (ja) 歯車異常音検出装置
JP2596081B2 (ja) ギヤノイズ測定装置
AU2001248388B2 (en) Method of determining speed of rotation of a motor and a computer software product to carry out the method
JPH09503270A (ja) 改善された信号忠実度を備えた加速度をベースとした不点火検出システムおよび方法
AU2001248388A1 (en) Method of determining speed of rotation of a motor and a computer software product to carry out the method
KR100378591B1 (ko) 비틀림진동측정및분석장치
JPH05157662A (ja) 射出成形機の故障診断方法及び故障診断装置
JPH0615987B2 (ja) 振動検出機構の診断方法
JPH07311082A (ja) 回転機器の異常診断装置
JPH06323899A (ja) 低速回転機械の異常診断方法
JPS6260011B2 (ja)
JP2021113726A (ja) 回転軸受けの診断方法および装置
Osman et al. An Hilbert-huang spectrum technique for fault detection in rolling element bearings
JP3032592B2 (ja) 信号特徴成分解析装置
JPS61288126A (ja) 転がり軸受異常検出装置
JPH11248528A (ja) 異常振動検出装置
JPH0222521A (ja) 回転機異常振動検出器
Gárdonyi et al. Spectrum and Cepstrum Based Speed Determination of Stepper Motors
Isermann et al. Fault detection with signal models
RU2224223C1 (ru) Устройство для виброакустической диагностики передач зацеплением
SU1112145A1 (ru) Способ диагностики механизма
Azimi et al. Implementation of Shaft-Mounted Accelerometer in the Local Fault Diagnosis of Geared Systems
SU1041880A1 (ru) Устройство дл диагностики кинематически св занных пар

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees