JP4238171B2 - Gear lapping method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、歯車のラッピング加工方法及び装置に関する。 The present invention relates to a gear lapping method and apparatus.
従来から、歯車を製造する際に、ギアノイズが発生しないようにすることは不変的な課題である。特に、近年、自動車等の車室内の静粛性に対する要望が高まっており、自動車等の動力伝達系に用いられる歯車においては、比較的純音で耳につきやすいギアノイズの低減要求が厳しくなってきている。一般的にギアノイズを低減させるためには、熱処理後の歯面仕上追加等の工法見直し、あるいは、歯面精度管理を強化することが考えられ、例えば、ベベルギア等の加工ラインには、熱処理で歪んだ歯面の歪みとりとして、ラッピング機(ラッピング加工装置)を用いたラッピング加工が行なわれている(例えば、下記特許文献1,2参照)。
Conventionally, it is an unchanging problem to prevent the generation of gear noise when manufacturing gears. In particular, in recent years, there has been an increasing demand for quietness in the interior of a vehicle or the like, and in gears used in power transmission systems of automobiles or the like, there is an increasing demand for reduction of gear noise that is relatively pure and easily heard. In general, in order to reduce gear noise, it is conceivable to review the construction method such as addition of tooth surface finish after heat treatment, or to enhance the control of tooth surface accuracy. For example, bevel gears and other processing lines are distorted by heat treatment. A lapping process using a lapping machine (lapping apparatus) is performed as a method for removing the distortion of the tooth surface (for example, see
この特許文献1,2に開示された技術では、一対の歯車のラッピング加工が次の手順(下記[1]〜[4]の手順)で行なわれる。
[1]まず、駆動歯車及び従動歯車の軸位置が、これら一対の歯車が最適な歯当たり状態(噛み合い状態)になるであろうと推定される相対位置になるように位置決めされる。
[2]そして、ラップ材(ラッピングコンパウンド液)が互いに噛み合う一対の歯車の歯面間に供給され、駆動歯車を駆動することによりラッピングが行なわれる。
In the techniques disclosed in
[1] First, the shaft positions of the drive gear and the driven gear are positioned so as to be in a relative position where the pair of gears are estimated to be in an optimum tooth contact state (engagement state).
[2] Then, wrapping material (wrapping compound liquid) is supplied between the tooth surfaces of the pair of gears meshed with each other, and wrapping is performed by driving the drive gear.
[3]次に、上記ラッピング後、上記一対の歯車を別の装置に移動して、もしくは同一装置において、加速度センサや騒音センサ等を含む測定機を用いての振動測定や光明丹を用いた歯当たり検査等の歯面精度測定を行なう。なお、光明丹を用いた歯当たり検査は、歯面に光明丹を塗布し、一対の歯車の噛み合わせにより光明丹が剥がれた箇所を熟練者が目視で確認したり、あるいは、カメラで撮影したりすることで行なわれる。 [3] Next, after the lapping, the pair of gears is moved to another device, or in the same device, vibration measurement using a measuring machine including an acceleration sensor, a noise sensor, etc. Tooth surface accuracy measurement such as tooth contact inspection is performed. Tooth contact inspection using Komyotan is done by applying Komyotan to the tooth surface and visually checking where the Komyotan peeled off by meshing a pair of gears, or taking a picture with a camera. It is done by doing.
[4]そして、この歯面精度測定により所望の結果が得られるまで、上述の[1]〜[3]までの処理を繰り返すことにより、一対の歯車のラッピング加工が行なわれる。
しかしながら、上述した特許文献1,2に開示された技術では、歯面精度測定(上記[3]の処理)が、歯面のどの部分(領域)の噛み合い状態が悪いのかを測定することができない、即ち、一対の歯車を互いに噛み合わせた状態で、歯面のどの領域の面圧が高いのかを測定することができないので、熱処理によって歪んだ歯面形状についての精度測定を行なうことなく、各軸の位置決め(上記[1]の処理)後、まず、ラッピング(上記[2]の処理)を行なうことにより、歯面をある程度整える処理を行なっている。
However, with the techniques disclosed in
なお、加速度センサや騒音センサ等を含む測定機を用いての振動測定は、特にベベルギア,ハイポイドギアにおいては、その測定機が高価で、且つ測定に時間を要するため、光明丹を用いた歯当たり検査を代用する場合が多いが、特に、光明丹を用いた歯当たり検査においては、本来は歯が当たらない部分においても、光明丹の厚さによって歯が当たってしまうことにより、その部分の光明丹が剥がれてしまい、正確な歯当たり検査を行なうことができないという課題がある。従って、特にベベルギア,ハイポイドギアのラッピング加工においては、まず、ラッピングを行なって、歯面をある程度整える処理を行なう他なかった。 In addition, vibration measurement using a measuring machine including an acceleration sensor, a noise sensor, etc., especially for bevel gears and hypoid gears, is expensive and requires a long time for measurement. In many cases, however, in the tooth contact inspection using Komyotan, even in the part where the tooth does not actually hit, the tooth hits due to the thickness of Komyotan. Is peeled off and there is a problem that an accurate tooth contact inspection cannot be performed. Therefore, in particular, in the bevel gear and hypoid gear lapping, there is no other way than first performing lapping and adjusting the tooth surface to some extent.
このように、上述した特許文献1,2に開示された技術では、まず、ラッピングを行って歯面をある程度整えた後、歯面精度測定を行ない、再度ラッピングを行なうため、ラッピング加工にかかる処理の効率が悪く、ラッピング加工に時間が掛かってしまう。
また、初めてラッピング加工を行なう際に、熱処理後の歯面の特性を考慮せずに駆動歯車及び従動歯車の各軸の位置決めを行なった上で、まず、ラッピング処理を施すので、最初から最適な噛み合い状態である一対の歯車に対してもラッピングが行なわれることになり、ラッピングによってかえって歯当たり状態(噛み合い状態)が悪化するおそれがある。
As described above, in the techniques disclosed in
In addition, when performing lapping for the first time, positioning of each axis of the drive gear and driven gear without considering the characteristics of the tooth surface after the heat treatment is performed, and then lapping is performed first. Wrapping is also performed on the pair of gears that are in meshing state, and the tooth contact state (meshing state) may be deteriorated by wrapping.
さらに、所望の歯面精度測定結果が得られるまでは、ラッピング後に随時上記歯面精度測定を行ない、作業者が、この歯面精度測定結果を確認しながら一対の歯車の各軸の位置決めをトライアンドエラーで行なっていたため、ラッピング加工に膨大な作業時間が掛かってしまうとともに、ラップ材や光明丹等の消耗品を多く使用することになるため、ラッピング加工のためのコストが嵩んでしまう。
しかも、長時間ラッピング加工を行なうことになると歯面がなまり、その結果、歯当たり状態が逆に悪化してしまうおそれもある。
Further, until the desired tooth surface accuracy measurement result is obtained, the above tooth surface accuracy measurement is performed as needed after lapping, and the operator tries to position each shaft of the pair of gears while checking the tooth surface accuracy measurement result. Since it was done by AND error, the lapping process takes an enormous amount of work time, and a lot of consumables such as wrapping materials and Komyotan are used, which increases the cost for the lapping process.
In addition, if the lapping process is performed for a long time, the tooth surface becomes dull, and as a result, the tooth contact state may be deteriorated.
本発明はこのような課題に鑑み創案されたものであり、一対の歯車の歯当たり状態を高精度に測定して、所望の歯当たり状態を高効率に実現できるようにした歯車のラッピング加工方法及び装置を提供することを目的としている。 The present invention was devised in view of such a problem, and a gear lapping method capable of measuring a tooth contact state of a pair of gears with high accuracy and realizing a desired tooth contact state with high efficiency. And to provide an apparatus.
上記目的を達成するために、請求項1記載の本発明の歯車のラッピング加工方法は、互いに噛み合う一対の歯車の少なくとも一方の歯車の歯面に潤滑油を塗布する潤滑油塗布工程と、上記潤滑油塗布工程後に上記一対の歯車が回転したことにより生じる上記一方の歯車の歯面の温度上昇の分布を検出する歯面温度上昇検出工程と、上記歯面温度上昇検出工程で検出された歯面温度上昇の分布と、予め設定された上記一方の歯車の歯面温度上昇の分布についての基準データとを比較する歯面温度比較工程と、上記歯面温度比較工程での比較結果に基づいて、上記一対の歯車の最適な相対位置を算出する相対位置算出工程と、上記相対位置算出工程で算出された上記最適な相対位置になるように上記一対の歯車の少なくとも一方を位置調整する歯車位置調整工程と、上記歯車位置調整工程で上記一対の歯車を上記最適な相対位置に位置調整した後、上記歯面温度比較工程での比較結果に基づいて上記一対の歯車のラッピングを行なうラッピング工程とをそなえたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the gear lapping method of the present invention according to
なお、上記相対位置算出工程は、上記歯面温度比較工程での比較結果に基づいて、上記一方の歯車の歯面温度上昇の分布が上記基準データに最も類似する上記一対の歯車の相対位置を、上記最適な相対位置として算出することが好ましい(請求項2)。
また、上記目的を達成するために、請求項3記載の本発明の歯車のラッピング加工方法は、互いに噛み合う一対の歯車の少なくとも一方の歯車の歯面に潤滑油を塗布する潤滑油塗布工程と、上記潤滑油塗布工程後に上記一対の歯車が回転したことにより生じる上記一方の歯車の歯面の温度上昇の分布を検出する歯面温度上昇検出工程と、上記歯面温度上昇検出工程で検出された上記歯面温度上昇の分布を同時噛み合い枚数毎の領域に分割する噛み合い枚数領域分割工程と、上記噛み合い枚数領域分割工程で分割された上記歯面温度上昇の分布における隣接する同時噛み合い枚数毎の領域の温度差を算出する領域間温度差算出工程と、上記領域間温度差算出工程で算出された隣接する同時噛み合い枚数毎の領域の温度差と、予め設定された上記一方の歯車の隣接する同時噛み合い枚数毎の領域の温度差についての基準データとを比較する温度差比較工程と、上記温度差比較工程での比較結果に基づいて、上記一対の歯車の最適な相対位置を算出する相対位置算出工程と、上記相対位置算出工程で算出された上記最適な相対位置になるように上記一対の歯車の少なくとも一方を位置調整する歯車位置調整工程と、上記歯車位置調整工程で上記一対の歯車を上記最適な相対位置に位置調整した後、上記温度差比較工程での比較結果に基づいて上記一対の歯車のラッピングを行なうラッピング工程とをそなえたことを特徴としている。
In the relative position calculating step, based on the comparison result in the tooth surface temperature comparing step, the relative position of the pair of gears whose tooth surface temperature increase distribution of the one gear is most similar to the reference data is calculated. It is preferable to calculate the optimum relative position (claim 2).
In order to achieve the above object, a lapping method for a gear according to the present invention according to
なお、上記相対位置算出工程は、上記温度差比較工程での比較結果に基づいて、上記一方の歯車の隣接する同時噛み合い枚数毎の領域の温度差が上記基準データに最も類似する上記一対の歯車の相対位置を、上記最適な相対位置として算出することが好ましい(請求項4)。
また、上記歯面温度上昇検出工程は、上記潤滑油塗布工程後に上記一対の歯車を回転させる歯車回転工程と、上記歯車回転工程後に上記一方の歯車の歯面温度の分布を上記歯面温度上昇の分布として測定する回転後歯面温度測定工程とをそなえるか(請求項5)、もしくは、上記歯面温度上昇検出工程は、上記潤滑油塗布工程後に上記一方の歯車の歯面温度の分布を測定する回転前歯面温度測定工程と、上記回転前歯面温度測定工程後に上記一対の歯車を回転させる歯車回転工程と、上記歯車回転工程後に上記一方の歯車の歯面温度の分布を測定する回転後歯面温度測定工程と、上記回転前歯面温度測定工程で測定された回転前の上記歯面温度の分布と、上記回転後歯面温度測定工程で測定された回転後の上記歯面温度の分布との差である歯面温度差の分布を上記歯面温度上昇の分布として算出する歯面温度差算出工程とをそなえることが好ましい(請求項6)。
In the relative position calculation step, based on the comparison result in the temperature difference comparison step, the pair of gears having the most similar temperature difference in the region for each adjacent simultaneous meshing number of the one gear to the reference data. Is preferably calculated as the optimum relative position (claim 4).
In addition, the tooth surface temperature rise detection step includes a gear rotation step for rotating the pair of gears after the lubricating oil application step, and a tooth surface temperature distribution of the one gear after the gear rotation step. Or a post-rotation tooth surface temperature measurement step that measures the distribution of the tooth surface temperature (Claim 5), or the tooth surface temperature rise detection step determines the tooth surface temperature distribution of the one gear after the lubricant application step. A pre-rotation tooth surface temperature measurement step to measure, a gear rotation step to rotate the pair of gears after the pre-rotation tooth surface temperature measurement step, and a post-rotation measurement to measure the tooth surface temperature distribution of the one gear after the gear rotation step The tooth surface temperature measurement step, the pre-rotation tooth surface temperature distribution measured in the pre-rotation tooth surface temperature measurement step, and the post-rotation tooth surface temperature distribution measured in the post-rotation tooth surface temperature measurement step Teeth that are the difference between The distribution of the temperature difference is preferably provided between the tooth surface temperature difference calculation step of calculating a distribution of the tooth surface temperature rise (claim 6).
このとき、上記の歯面温度の分布の測定を、上記歯面に対して非接触で行なうことが好ましく(請求項7)、さらには、上記の歯面温度の分布の測定を、サーモグラフィを用いて行なうことが好ましい(請求項8)。
また、上記ラッピング工程は、上記一対の歯車の間にラップ材を供給するラップ材供給工程と、上記ラップ材供給工程後に、上記歯面温度比較工程での比較結果に基づいて上記一対の歯車を回転することにより上記一対の歯車のうち少なくともいずれか一方の歯車の歯面を研磨する研磨工程とをそなえることが好ましい(請求項9)。
At this time, the measurement of the tooth surface temperature distribution is preferably performed in a non-contact manner with respect to the tooth surface (Claim 7), and further, the measurement of the tooth surface temperature distribution is performed using a thermography. (Claim 8).
The wrapping step includes a wrapping material supplying step for supplying a wrapping material between the pair of gears, and a wrapping material supplying step, after the wrapping material supplying step, the pair of gears based on a comparison result in the tooth surface temperature comparing step It is preferable to include a polishing step of polishing the tooth surface of at least one of the pair of gears by rotating.
なお、上記比較結果に基づいて上記ラッピング工程の処理が必要であるか否かを判定する要否判定工程をそなえ、上記要否判定工程で上記ラッピング工程の処理が必要でないと判定されるまで上記潤滑油塗布工程から上記ラッピング工程までの処理を繰り返すことが好ましい(請求項10)。
また、上記目的を達成するために、請求項11記載の本発明の歯車のラッピング加工装置は、少なくとも一方の歯車の歯面に潤滑油が塗布された、互いに噛み合う一対の歯車を回転させる歯車回転手段と、上記歯車回転手段により上記一対の歯車が回転したことにより生じる上記一方の歯車の歯面の温度上昇の分布を検出する歯面温度上昇検出手段と、上記歯面温度上昇検出手段で検出された歯面温度上昇の分布と、予め設定された上記一方の歯車の歯面温度上昇の分布についての基準データとを比較する歯面温度比較手段と、上記歯面温度比較手段での比較結果に基づいて、上記一対の歯車の最適な相対位置を算出する相対位置算出手段と、上記相対位置算出手段で算出された上記最適な相対位置になるように上記一対の歯車の少なくとも一方を位置調整する歯車位置調整手段と、上記歯車位置調整手段により上記一対の歯車を上記最適な相対位置に位置調整した後、上記歯面温度比較手段での比較結果に基づいて上記一対の歯車のラッピングを行なうラッピング手段とをそなえたことを特徴としている。
The necessity determination process for determining whether or not the process of the lapping process is necessary based on the comparison result is provided, and the process until the process of the lapping process is determined to be unnecessary in the necessity determination process. It is preferable to repeat the processing from the lubricating oil application step to the lapping step.
In order to achieve the above object, a gear lapping apparatus of the present invention according to
なお、上記相対位置算出手段は、上記歯面温度比較手段での比較結果に基づいて、上記一方の歯車の歯面温度上昇の分布が上記基準データに最も類似する上記一対の歯車の相対位置を、上記最適な相対位置として算出することが好ましい(請求項12)。
また、上記目的を達成するために、請求項13記載の本発明の歯車のラッピング加工装置は、少なくとも一方の歯車の歯面に潤滑油が塗布された、互いに噛み合う一対の歯車を回転させる歯車回転手段と、上記歯車回転手段により上記一対の歯車が回転したことにより生じる上記一方の歯車の歯面の温度上昇の分布を検出する歯面温度上昇検出手段と、上記歯面温度上昇検出手段で検出された上記歯面温度上昇の分布を同時噛み合い枚数毎の領域に分割する噛み合い枚数領域分割手段と、上記噛み合い枚数領域分割手段で分割された上記歯面温度上昇の分布における隣接する同時噛み合い枚数毎の領域の温度差を算出する領域間温度差算出手段と、上記領域間温度差算出手段で算出された隣接する同時噛み合い枚数毎の領域の温度差と、予め設定された上記一方の歯車の隣接する同時噛み合い枚数毎の領域の温度差についての基準データとを比較する温度差比較手段と、上記温度差比較手段での比較結果に基づいて、上記一対の歯車の最適な相対位置を算出する相対位置算出手段と、上記相対位置算出手段で算出された上記最適な相対位置になるように上記一対の歯車の少なくとも一方を位置調整する歯車位置調整手段と、上記歯車位置調整手段により上記一対の歯車を上記最適な相対位置に位置調整した後、上記歯面温度比較手段での比較結果に基づいて上記一対の歯車のラッピングを行なうラッピング手段とをそなえたことを特徴としている(請求項13)。
The relative position calculating means calculates the relative position of the pair of gears whose tooth surface temperature rise distribution of the one gear is most similar to the reference data based on the comparison result of the tooth surface temperature comparing means. It is preferable to calculate the optimum relative position (claim 12).
In order to achieve the above object, the gear lapping apparatus of the present invention according to claim 13 is a gear rotation for rotating a pair of gears meshed with each other, wherein a lubricating oil is applied to a tooth surface of at least one gear. Means, a tooth surface temperature rise detecting means for detecting a temperature rise distribution of the tooth surface of the one gear caused by the rotation of the pair of gears by the gear rotating means, and the tooth surface temperature rise detecting means A meshing number region dividing means for dividing the distribution of the tooth surface temperature increase into regions for each simultaneous meshing number, and for each adjacent simultaneous meshing number in the distribution of the tooth surface temperature increase divided by the meshing number region dividing means. An inter-region temperature difference calculating means for calculating a temperature difference between the regions, an inter-region temperature difference calculating means calculating an inter-region temperature difference calculating means, Based on the comparison result of the temperature difference comparison means for comparing the reference data on the temperature difference of the region for each adjacent simultaneous meshing number of the one gear and the temperature difference comparison means, the pair of gears Relative position calculating means for calculating the optimum relative position of the gear, gear position adjusting means for adjusting the position of at least one of the pair of gears so as to be the optimum relative position calculated by the relative position calculating means, and Wrapping means for wrapping the pair of gears based on the comparison result of the tooth surface temperature comparing means after the pair of gears are adjusted to the optimum relative position by the gear position adjusting means. It is characterized (claim 13).
なお、上記相対位置算出手段は、上記温度差比較手段での比較結果に基づいて、上記一方の歯車の隣接する同時噛み合い枚数毎の領域の温度差が上記基準データに最も類似する上記一対の歯車の相対位置を、上記最適な相対位置として算出することが好ましい(請求項14)。
また、上記歯面温度上昇検出手段が、上記歯車回転手段による上記一対の歯車回転後に上記一方の歯車の歯面温度の分布を上記歯面温度上昇の分布として測定する歯面温度測定手段をそなえて構成されるか(請求項15)、もしくは、上記歯面温度上昇検出手段が、上記一方の歯車の歯面の温度を測定する歯面温度測定手段と、上記歯車回転手段による上記一対の歯車回転前に上記歯面温度測定手段により測定された上記一方の歯車の歯面温度の分布と、上記歯車回転手段による上記一対の歯車回転後に上記歯面温度測定手段により測定された上記一方の歯車の歯面温度の分布との差である歯面温度差の分布を上記歯面温度上昇の分布として算出する歯面温度差算出手段とをそなえて構成されることが好ましい(請求項16)。
In addition, the relative position calculation means is based on the comparison result of the temperature difference comparison means, and the pair of gears in which the temperature difference in the area for each adjacent simultaneous meshing number of the one gear is most similar to the reference data. Is preferably calculated as the optimum relative position.
Further, the tooth surface temperature rise detecting means includes tooth surface temperature measuring means for measuring the tooth surface temperature distribution of the one gear as the tooth surface temperature rise distribution after the pair of gears is rotated by the gear rotating means. Or the tooth surface temperature rise detecting means is a tooth surface temperature measuring means for measuring the tooth surface temperature of the one gear, and the pair of gears by the gear rotating means. Distribution of the tooth surface temperature of the one gear measured by the tooth surface temperature measuring means before rotation, and the one gear measured by the tooth surface temperature measuring means after the pair of gears rotated by the gear rotating means. It is preferable to comprise tooth surface temperature difference calculating means for calculating a tooth surface temperature difference distribution, which is a difference from the tooth surface temperature distribution, as the tooth surface temperature rise distribution.
このとき、上記歯面温度測定手段が、上記歯面の温度を非接触で測定することが好ましく(請求項17)、さらには、上記歯面温度測定手段が、サーモグラフィで構成されていることが好ましい(請求項18)。
また、上記ラッピング手段は、上記一対の歯車の間にラップ材を供給するラップ材供給手段と、上記ラップ材供給手段によりラップ材を供給した後に、上記歯面温度比較手段での比較結果に基づいて上記一対の歯車を回転することにより上記一対の歯車のうち少なくともいずれか一方の歯車の歯面を研磨する研磨手段とをそなえて構成されることが好ましい(請求項19)。
At this time, the tooth surface temperature measuring means preferably measures the temperature of the tooth surface in a non-contact manner (Claim 17), and further, the tooth surface temperature measuring means is constituted by thermography. Preferred (claim 18).
Further, the wrapping means is based on a comparison result of the tooth surface temperature comparing means after supplying the wrap material between the pair of gears and supplying the wrap material by the wrap material supply means. It is preferable to comprise polishing means for polishing the tooth surfaces of at least one of the pair of gears by rotating the pair of gears.
なお、上記比較結果に基づいて上記ラッピング手段の処理が必要であるか否かを判定する要否判定手段をそなえ、上記要否判定手段で上記ラッピング手段の処理が必要でないと判定されるまで上記潤滑油塗布手段から上記ラッピング手段までの処理を繰り返すことが好ましい(請求項20)。 The necessity determination means for determining whether or not the processing of the wrapping means is necessary based on the comparison result is provided, and the above determination is made until the necessity determination means determines that the processing of the wrapping means is not necessary. It is preferable to repeat the processing from the lubricating oil applying means to the wrapping means (claim 20).
従って、本発明の歯車のラッピング加工方法及び装置によれば、一対の歯車が噛み合いながら回転して一対の歯車の歯面に荷重がかかることによって、その歯面に塗布された潤滑油が剪断され、その結果、潤滑油が剪断された歯面の温度が上昇するということを利用し、歯面温度上昇の分布を算出するので、歯面精度測定を確実に行なうことができ、一対の歯車の歯当たり状態(つまり、噛み合い領域や各領域での面圧)を高精度に測定することができる。従って、かかる歯面温度上昇の分布と基準データとに基づいて算出された最適な相対位置において、かかる歯面温度上昇の分布と基準データとに基づいてラッピングを行なうため、一対の歯車を所望の歯当たり状態を有する歯車対に高効率に、且つ、高精度にラッピングすることができる(請求項1,5,6,9,11,15,16,19)。
Therefore, according to the gear lapping method and apparatus of the present invention, the pair of gears rotates while meshing and a load is applied to the tooth surfaces of the pair of gears, so that the lubricating oil applied to the tooth surfaces is sheared. As a result, using the fact that the temperature of the tooth surface where the lubricating oil has been sheared increases, the distribution of the increase in tooth surface temperature is calculated, so the tooth surface accuracy can be measured reliably, and the pair of gears The tooth contact state (that is, the meshing region and the surface pressure in each region) can be measured with high accuracy. Accordingly, in order to perform wrapping based on the distribution of the tooth surface temperature rise and the reference data at the optimum relative position calculated based on the distribution of the tooth surface temperature rise and the reference data, a pair of gears is set to a desired gear. It is possible to wrap the gear pair having the tooth contact state with high efficiency and high accuracy (
さらに、本発明の歯車のラッピング加工方法及び装置によれば、一対の歯車が噛み合いながら回転して一対の歯車の歯面に荷重がかかることによって、その歯面に塗布された潤滑油が剪断され、その結果、潤滑油が剪断された歯面の温度が上昇するということを利用し、歯面温度上昇の分布を算出し、さらにこの歯面温度上昇の分布に基づいて隣り合う領域間の温度差を算出するので、この隣り合う領域間の温度差に基づいて、一対の歯車の噛み合い起振力に着目した歯面精度測定を高精度に行なうことができる。従って、かかる温度差と基準データとに基づいて算出された最適な相対位置において、かかる温度差と基準データとに基づいたラッピングを行なうため、一対の歯車を所望の噛み合い起振力を有する歯車対に高効率に、且つ、高精度にラッピングすることができる(請求項3,5,6,9,13,15,16,19)。
Further, according to the gear lapping method and apparatus of the present invention, the pair of gears rotates while meshing with each other, and a load is applied to the tooth surfaces of the pair of gears, so that the lubricating oil applied to the tooth surfaces is sheared. As a result, using the fact that the temperature of the tooth surface where the lubricating oil is sheared increases, the distribution of the tooth surface temperature increase is calculated, and the temperature between adjacent regions is calculated based on the distribution of the tooth surface temperature increase. Since the difference is calculated, based on the temperature difference between the adjacent regions, the tooth surface accuracy measurement focusing on the meshing vibration force of the pair of gears can be performed with high accuracy. Therefore, in order to perform lapping based on the temperature difference and the reference data at the optimum relative position calculated based on the temperature difference and the reference data, the pair of gears are paired with a gear having a desired meshing excitation force. Can be wrapped with high efficiency and high accuracy (
また、歯当たり状態が正確に反映された歯面温度上昇の分布に基づいてラッピングを施すため、ラッピング加工によって、歯面がなまってしまうようなことを確実に抑止できる(請求項1,3,11,13)。
なお、かかる歯面温度上昇の分布と基準データとの比較結果に基づいて、基準データに最も類似する一対の歯車の相対位置を最適な相対位置とするため、より高効率に、且つ、より高精度にラッピングを行なうことができる(請求項2,12)。
In addition, since lapping is performed based on the distribution of the tooth surface temperature rise in which the tooth contact state is accurately reflected, it is possible to reliably prevent the tooth surface from becoming distorted by lapping. 11, 13).
Based on the comparison result between the tooth surface temperature rise distribution and the reference data, the relative position of the pair of gears most similar to the reference data is set to the optimum relative position. Wrapping can be performed with high accuracy (
また、かかる温度差と基準データとの比較結果に基づいて、基準データに最も類似する一対の歯車の相対位置を最適な相対位置とするため、より高効率に、且つ、より高精度にラッピングを行なうことができる(請求項4,14)。
さらに、本発明の歯車のラッピング加工方法及び装置によれば、サーモグラフィを用いて歯面温度の分布を非接触で測定するため、短い測定時間で測定が可能となる(請求項7,8,17,18)。
In addition, based on the comparison result between the temperature difference and the reference data, the relative position of the pair of gears most similar to the reference data is set to the optimum relative position, so that the wrapping is performed with higher efficiency and higher accuracy. (Claims 4 and 14).
Furthermore, according to the gear lapping method and apparatus of the present invention, since the tooth surface temperature distribution is measured in a non-contact manner using thermography, the measurement can be performed in a short measurement time (claims 7, 8, 17). , 18).
なお、ラッピングが必要でないと判断されるまでラッピングを行なうので、より確実に、且つ、より高精度にラッピングを行なうことができる(請求項10,20)。 Since wrapping is performed until it is determined that wrapping is not necessary, wrapping can be performed more reliably and with higher accuracy (claims 10 and 20).
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
〔1〕第1実施形態
まず、本発明の第1実施形態について説明すると、図1〜図3は本発明の第1実施形態としての歯車のラッピング加工方法及び装置を示すもので、図1はその構成を示す模式図、図2はその機能構成を示すブロック図、図3はその手順を説明するためのフローチャートである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] First Embodiment First, a first embodiment of the present invention will be described. FIGS. 1 to 3 show a gear lapping method and apparatus as a first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a block diagram showing the functional configuration, and FIG. 3 is a flowchart for explaining the procedure.
図1に示すように、本実施形態の歯車のラッピング加工装置は、ラッピング加工用台100,駆動モータ(歯車回転手段)20,トルク付与モータ21,サーモグラフィカメラ(歯面温度測定手段)30,フォトセンサ31,ラップ材供給ノズル33,洗浄手段34,演算ユニット40とをそなえて構成されている。
ここで、ラッピング加工対象となる一対の歯車10,11のうち、歯車10は、その軸12が駆動モータ20に接続されており、歯車10は駆動モータ20により回転駆動される駆動歯車として構成されている。なお、ここでは、駆動モータ20は、後述するラッピング加工用台100のコラム7内に内蔵されている。また、駆動モータ20は、図1に示す矢印n方向を正転方向として歯車10を回転するとともに、矢印n方向とは逆方向(逆転方向)にも歯車10を回転可能である。
As shown in FIG. 1, the lapping apparatus for gears of this embodiment includes a lapping table 100, a drive motor (gear rotating means) 20, a
Here, of the pair of
一方、歯車11は歯車10の回転に従動して回転する従動歯車として構成されている。また、歯車11は、その軸13がトルク付与モータ21に接続されており、このトルク付与モータ21が歯車11の回転数を歯車11が歯車10に従動して回転するよりも遅い回転数、すなわち、歯車10の回転数よりも遅い回転数で回転するように制御されることにより、一対の歯車10,11に回転トルク(動力伝達負荷に相当するトルク)が付与されるようになっている。なお、トルク付与モータ21は、図1に示す矢印m方向を正転方向として歯車11を回転するとともに、矢印m方向とは逆方向(逆転方向)にも歯車11を回転可能である。
On the other hand, the
また、歯車10の軸12の周面上のフォトセンサ31の検出領域には、所定の間隔(所定中心角毎)に突起14が突設されており、これらの複数の突起14とフォトセンサ31とから、歯車10の回転角を検出するロータリエンコーダが構成される。
サーモグラフィカメラ30は、物体の温度を非接触で測定するものであり、ここでは、潤滑油を塗布され、歯車11と噛み合わされて回転された歯車10の歯車11との噛み合い部通過直後の歯面10aの温度の分布を測定すべく、歯車10,11の噛み合い部の下流側に設置されている。
In addition,
The
フォトセンサ31は光を発信する光発信部とこの光発信部から発信された光を受信する光受信部とをそなえ、これらの光発信部と光受信部との間を突起14が通過したことを検出することにより、歯車10の回転角を検出する。これにより、歯車10中の特定の歯(ここでは歯10a)の回転位置を検出することができる。もちろん、この場合の回転位置を検出すべき特定の歯は、任意に選択できるようになっている。
The
本実施形態では、歯車10中の特定の歯10aの歯面温度の分布を測定すべく、フォトセンサ31がサーモグラフィカメラ30の起動を制御する後述のカメラ制御部32に接続され、フォトセンサ31による監視情報(即ち、上記特定の歯10aの回転位置情報)に基づいて、後述のカメラ制御部32が、サーモグラフィカメラ30を制御するようになっている。
In the present embodiment, in order to measure the distribution of the tooth surface temperature of the specific tooth 10 a in the
ラップ材供給ノズル33は、後述のラッピング制御手段46により制御され、図示しないラップ材供給装置からラップ材(ラッピングコンパウンド液)を供給されながら、一対の歯車10,11の歯面間にラップ材を供給するものである。なお、ここでは、ラップ材供給ノズル33及び上記ラップ材供給装置によりラップ材供給手段が構成される。
洗浄手段34は、後述するラッピング手段によるラッピング後に、上記ラップ材供給手段により歯車10,11の歯面に供給されたラップ材を洗浄するものであり、例えば、図示しない供給タンクから供給される水や薬品液等を歯車10,11の歯面に対して噴射するものである。
The wrap
The cleaning means 34 is for cleaning the wrap material supplied to the tooth surfaces of the
ラッピング加工用台100は、ベース1をそなえ、このベース1上には一方向に延びるガイド2が設けられ、さらに、ベース1上には、ガイド2と直行する方向に延びるガイド4が設けられている。
ガイド2上には、その内部にX方向用モータ3aをそなえたコラム3が設けられ、このコラム3はX方向用モータ3aの駆動により、ガイド2に沿ってベース1上を両矢印Xに示す方向に移動可能に設けられている。さらに、このコラム3上にはラッピング加工対象である歯車11が接続されたトルク付与モータ21が固設されている。従って、歯車11及びトルク付与モータ21も、コラム3と共にガイド2に沿ってベース1上を両矢印Xに示す方向に移動可能である。
The lapping table 100 includes a
A
ガイド4上には、その内部にZ方向用モータ5aをそなえたコラム5が設けられ、このコラム5はZ方向用モータ5aの駆動により、ガイド4に沿ってベース1上を両矢印Zに示す方向(即ち、両矢印Xに示す方向に直行する方向)に移動可能に設けられている。さらに、このコラム5の側面部には、ガイド4に対して垂直方向に延びるガイド6が設けられており、このガイド6に篏合するようにコラム7が設置されている。
A
コラム7は、その内部にY方向用モータ7aをそなえ、このコラム7は、Y方向用モータ7aの駆動によりガイド6に沿ってコラム5の側面上を両矢印Yに示す方向(即ち、両矢印Zに対して垂直方向)に移動可能に設けられている。
そして、このコラム7には、ラッピング加工対象である歯車10が接続された駆動モータ20が内蔵されている。従って、歯車10及び駆動モータ20は、コラム5と共にガイド4に沿ってベース1上を両矢印Zに示す方向に移動可能であるとともに、コラム7と友にガイド6に沿ってコラム5の側面上を両矢印Yに示す方向にも移動可能である。
The column 7 has a Y-
The column 7 has a built-in
このように、本ラッピング加工装置のラッピング加工用台100によれば、X方向用モータ3a,Y方向用モータ7a,Z方向用モータ5aを駆動することにより、ラッピング加工対象の歯車10,11を、所望の相対位置に配置することができるようになっている。なお、歯車10,11のバックラッシュを設定変更する際には、X方向用モータ3aを駆動して歯車11を両矢印Xに示す方向に可変することが有効である。
Thus, according to the lapping table 100 of the lapping apparatus, the
次に、演算ユニット40の詳細について説明すると、図2に示すように、本ラッピング加工装置の演算ユニット40は、カメラ制御部32,歯車回転制御手段35,歯面温度差算出手段41,基準データ記憶部42,歯面温度比較手段43,相対位置算出手段44,歯車位置調整制御手段45,ラッピング制御手段46をそなえて構成されている。
カメラ制御部32は、上述したように、サーモグラフィカメラ30を制御するものであり、さらに、サーモグラフィカメラ30の放射率を構成する放射率校正手段(図示略)をそなえるとともに、サーモグラフィカメラ30で測定された歯車10の歯10aの歯面温度の分布データを後述する歯面温度差算出手段41へ送信するようになっている。
Next, the details of the
As described above, the
歯車回転制御手段35は、駆動モータ20,トルク付与モータ21を制御することにより、一対の歯車10,11を所定トルクを付与しながら所定回転数回転させるものであり、図3を参照しながら後述する本実施形態の歯車のラッピング加工方法における歯車回転工程S13において、一対の歯車10,11を所定回転数回転させるためのものである。
歯面温度差算出手段41は、一対の歯車10,11の回転前にサーモグラフィカメラ30で測定されてカメラ制御部32から送信された歯車10の歯面10aの歯面温度の分布と、歯車回転制御手段35により所定回数回転された後にサーモグラフィカメラ30で測定されてカメラ制御部32から送信された歯車10の歯面10aの歯面温度の分布との差である歯面温度差の分布を、歯面温度上昇の分布として算出するものである。
The gear rotation control means 35 controls the
The tooth surface temperature difference calculating means 41 is a measurement of the tooth surface temperature of the tooth surface 10a of the
なお、ここでは、サーモグラフィカメラ(歯面温度測定手段)30と、歯面温度算出手段41により、駆動モータ(歯車回転手段)20により歯車10,11が回転したことにより生じる歯車10の歯10aの歯面の温度上昇の分布を検出する歯面温度上昇検出手段が構成される。
基準データ記憶部42は、ラッピング加工によって得たい所望の歯当たり状態を有する歯車を、歯車回転制御手段35により歯車10,11が回転される所定回転数と同回転数回転させたときの歯車(ここでは駆動歯車)の歯面温度の分布を、基準データとして記憶するものである。この基準データとしての歯面温度の分布データは、実験等により予め得られたものであり、基準データ記憶部42は、歯面を少なくともトウ方向からヒール方向にかけて複数の領域に分割された歯面温度の分布データを各領域毎に記憶している。例えば、歯車10,11が、グリーソン式勾配歯かさ歯車である場合には、トルクに対する歯当たり変化量が大きいため、無負荷時の歯当たりは歯面のトウ方向(即ち、図1に示す歯車10のα方向)へ寄せることが好ましい。そこで、ヒール方向(即ち、図1に示す歯車10のβ方向)よりもトウ方向の方が温度が高くなるような歯面温度の分布データを基準データとして記憶する。
Here, the teeth 10a of the
The reference
歯面温度比較手段43は、歯面温度差算出手段41により算出された歯面10aの歯面温度上昇の分布と、基準データ記憶部42に記憶された基準データとを比較するものであり、具体的には、歯面温度上昇の分布を基準データと同様の領域(つまり、歯面を少なくともトウ方向からヒール方向にかけて複数の領域)に分割するとともに、分割された歯面温度上昇の分布データと、基準データとの差を各領域毎に算出するものである。
The tooth surface
また、歯面温度比較手段43は、要否判定手段43aをさらにそなえて構成されている。この要否判定手段43aは、歯面温度上昇の分布データと基準データとの差が、予め設定された所定値以上であるか否かを上記各領域毎に判定して、一対の歯車10,11はラッピング加工が必要か否かを判定するものである。
相対位置算出手段44は、要否判定手段43aにおいてラッピング加工が必要であると判定された場合に、歯面温度比較手段43による比較結果、つまり、上記各領域毎の歯面温度上昇の分布データと基準データとの差に基づいて、一対の歯車10,11の最適な相対位置を算出するものである。この相対位置の算出は、かかる比較結果に基づく幾何学的計算や実験データとの比較により行なわれ、例えば、歯車10,11がグリーソン式勾配歯かさ歯車である場合には、かかる比較結果が歯面10aのヒール側の領域の温度が高いものであれば、歯面10aのトウ側の領域の温度が高くなるように歯車10,11の相対位置を算出する。
The tooth surface
When the
つまり、相対位置算出手段44は、対象とする一対の歯車10,11の特性(例えば、歯車の形状や同時噛み合い枚数等)を考慮して、各領域毎の歯面温度上昇の分布データと基準データとの差の歯面上での分布が所望の分布となるような歯車10,11の相対位置を算出する。換言すると、基準データに最も類似した温度分布となるような歯車10,11の相対位置を算出する。
That is, the relative position calculation means 44 considers the characteristics of the pair of
歯車位置調整制御手段45は、歯車10,11が、互いに相対位置算出手段45により算出された相対位置となるように、歯車10,11の少なくとも一方を位置調整するものであり、上述したX方向用モータ3a,Y方向用モータ7a及びZ方向用モータ5aのいずれか、もしくは、すべてを駆動させるものである。なお、ここでは、X方向用モータ3a,Y方向用モータ7a,Z方向用モータ5a及び歯車位置調整制御手段45により歯車位置調整手段が構成される。
The gear position adjustment control means 45 adjusts the position of at least one of the
ラッピング制御手段46は、歯車位置調整制御手段45により相対位置に位置調整された歯車10,11のうち少なくともいずれか一方の歯車の歯面のラッピングを、歯面温度比較手段43での比較結果に基づいて行なわせるものであり、ラップ材供給ノズル33及び上記ラップ材供給装置(即ち、ラップ材供給手段)を制御して、歯車10,11の歯面間にラップ材を供給した後に、歯車10,11を所定トルクで所定回転数回転させるために、駆動モータ20及びトルク付与モータ21を駆動制御するものである。つまり、ラッピング制御手段46は、歯面温度比較手段43で算出された歯面温度上昇の分布データと基準データとの差に対応した歯面の研磨量を予め記憶するとともに、かかる研磨量の研磨を実現するために歯車10,11を回転すべき回転数と付与トルクとを、相対位置算出手段44で算出された相対位置における歯車10,11間のバックラッシュを考慮して予め算出して記憶するようになっている。そして、ラッピング制御手段46は、歯面温度比較手段43での比較結果に応じた研磨量に対応する回転数及び付与トルクで歯車10,11が回転するように駆動モータ20及びトルク付与モータ21を駆動制御するのである。
The wrapping control means 46 uses the comparison result of the tooth surface temperature comparison means 43 to wrap the tooth surface of at least one of the
なお、ここでは、駆動モータ20及びトルク付与モータ21が、歯面温度比較手段43での比較結果に基づいて歯車10,11を回転することにより歯車10,11の少なくとも一方の歯車の歯面を研磨する研磨手段として構成され、これら駆動モータ20及びトルク付与モータ21からなる研磨手段と、上記ラップ材供給手段とにより歯車10,11をラッピングするラッピング手段が構成される。
また、ラッピング制御手段46は、洗浄手段34を制御してラップ材が供給された歯車10,11の歯面を洗浄するものでもある。
Here, the
The wrapping control means 46 also controls the cleaning means 34 to clean the tooth surfaces of the
次に、本実施形態の歯車のラッピング加工方法について説明すると、図3に示すように、本実施形態の歯車のラッピング加工方法では、まず、潤滑油塗布工程S10において、互いに噛み合う一対の歯車10,11の少なくとも一方の歯車(ここでは歯車10)の歯面に潤滑油を塗布する。
Next, the gear lapping method according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 3, in the gear lapping method according to the present embodiment, first, in the lubricating oil application step S10, a pair of
なお、この潤滑油塗布工程S10で歯車10の歯面に塗布される潤滑油は、歯車10,11が実際に動力伝達ギアとして使用される際に使用するものを用いる。但し、歯面の温度上昇を見るために、実際に使用するものとは異なる特別な潤滑油を用いてもよい。
また、潤滑油の温度は、後述する歯面温度差算出工程S15で算出される歯車10の歯10aの歯面温度差の分布を正確に測定するため、基本的に(回転前歯面温度測定工程S20実行前は)、室温と等温に保持されており、さらには、同様の理由で歯車10,11自体も、基本的に室温と等温に保持されている。
The lubricating oil applied to the tooth surface of the
Further, the temperature of the lubricating oil is basically determined in order to accurately measure the distribution of the tooth surface temperature difference of the tooth 10a of the
そして、放射率校正工程S11において、カメラ制御部32の放射率校正手段(図示略)が、サーモグラフィカメラ30の放射率を校正する。なお、この放射率校正工程S11は、潤滑油塗布工程S10において、歯車10,11の歯面に潤滑油を塗布したために実施される工程である。
次いで、歯車10,11を回転させることなく、回転前歯面温度測定工程S12において、駆動歯車である歯車10の歯のうち、任意に選択した特定の歯10aの歯面温度の分布をサーモグラフィカメラ30が測定する。なお、このとき測定された歯面温度の分布データは、カメラ制御部32を介して歯面温度差算出手段41へ送信される。
In emissivity calibration step S <b> 11, emissivity calibration means (not shown) of the
Next, in the pre-rotation tooth surface temperature measurement step S12 without rotating the
次に、歯車回転工程S13において、歯車回転制御手段35が、駆動モータ20を駆動制御して、一対の歯車10,11を回転駆動する。ここで、歯車回転工程S13における歯車10,11の回転は、歯車10の歯数と歯車11の歯数とが同数で1回転毎に噛み合う歯が同一の場合には、所定回転数回転させる。また、歯車10の歯数と歯車11の歯数とが同数又は異なる場合で、歯車10が1周する毎に噛み合う歯車11の歯が異なる場合には、特定の歯10aが噛み合う歯車11の歯全てと噛み合うまで回転させる。また、このとき、歯車回転制御手段35が、トルク付与モータ21を駆動制御することにより、歯車10,11間に所定のトルクが一定付与される。
Next, in the gear rotation step S <b> 13, the gear rotation control means 35 drives and controls the
そして、歯車回転工程S13における回転完了直後、即ち、歯車10の歯10aが、歯車11の歯との噛み合い部を通過したらすぐに、回転後歯面温度測定工程S14において、サーモグラフィカメラ30が歯10aの歯面温度の分布を測定する。つまり、歯車10,11が噛み合いながら所定回転数回転されて、歯車10,11の歯面に荷重がかかることによって、その歯面(ここでは歯10aの歯面)に潤滑油塗布工程S10で塗布された潤滑油が剪断され、その結果、潤滑油が剪断された歯面(即ち、荷重がかかった歯面)の温度が上昇するということを利用して、かかる温度の上昇をサーモグラフィカメラ30で測定する。そして、測定された歯面温度の分布データは、カメラ制御部32を介して歯面温度差算出手段41へ送信される。
Then, immediately after the completion of the rotation in the gear rotation step S13, that is, as soon as the tooth 10a of the
次に、歯面温度差算出工程S15において、歯面温度差算出手段41が、回転前歯面温度測定工程S12で測定された回転前の歯10aの歯面温度の分布データと回転後歯面温度測定工程S14で測定された回転後の歯10aの歯面温度の分布データとの差である歯面温度差の分布を歯面温度上昇の分布として算出する。
なお、ここでは、上述した回転前歯面温度測定工程S12,歯車回転工程S13,回転後歯面温度測定工程S14及び歯面温度差算出工程S15が、歯車10,11が回転したことにより生じる歯車10の歯面10aの温度上昇の分布を検出する歯面温度上昇検出工程として機能する。
Next, in the tooth surface temperature difference calculating step S15, the tooth surface temperature difference calculating means 41 uses the tooth surface temperature distribution data of the tooth 10a before rotation and the tooth surface temperature after rotation measured in the tooth surface temperature measuring step S12 before rotation. The distribution of the tooth surface temperature difference, which is the difference from the tooth surface temperature distribution data of the tooth 10a after rotation measured in the measurement step S14, is calculated as the tooth surface temperature increase distribution.
Here, the
そして、歯面温度比較工程S16において、歯面温度比較手段43が、歯面温度差算出工程S15で算出された歯面温度上昇の分布データと、基準データ記憶部42に予め記憶されている基準データとしての所望の歯面温度の分布データとの差を算出することにより歯面温度上昇の分布データと基準データとの比較を行なう。なお、この歯面温度比較工程S16においては、歯面温度比較手段43が、歯面温度差算出工程S15で算出された歯面温度上昇の分布データを基準データに合わせて少なくともトウ方向からヒール方向にかけて複数領域に分割した上で、各領域毎に上述した比較を行なう。
Then, in the tooth surface temperature comparison step S16, the tooth surface
次に、要否判定工程S17において、歯面温度比較手段43の要否判定手段43aが、上記各領域毎の歯面温度上昇の分布データと基準データとの差が、予め設定されている所定値以上であるか否かを判断する。ここで、上記各領域毎の歯面温度上昇の分布データと基準データとの差がすべて予め設定された所定値よりも小さければ、要否判定手段43aは歯車10,11についてラッピングを行なう必要がないと判定して、後述する以降の工程を行なわずに処理を終了する(要否判定工程S17のNoルート参照)。
Next, in the necessity determination step S17, the
一方、ここで、上記各領域のうち少なくとも1つの領域における歯面温度上昇の分布データと基準データとの差が、予め設定された所定値以上であれば、要否判定手段43aは、歯車10,11についてラッピングを行なう必要があると判定して、後述する相対位置算出工程S18へ進む(要否判定工程S17のYesルート参照)。
つまり、要否判定工程S17においては、要否判定手段43aが、上記歯面温度上昇の分布が基準データ(即ち、所定値)よりも高ければ、歯車10,11の歯当たり状態(噛み合い状態)が悪いと判断して、ラッピング加工が必要であると判定するようになっている。
On the other hand, if the difference between the distribution data of the tooth surface temperature increase and the reference data in at least one of the regions is equal to or greater than a predetermined value, the
That is, in the necessity determination step S17, if the
そして、相対位置算出工程S18において、相対位置算出手段44が上記歯面温度比較工程S16での比較結果(即ち、各領域毎の歯面温度上昇の分布データと基準データとの差)に基づいて、歯車10,11の最適な相対位置を算出する。なお、この相対位置は、各領域毎の歯面温度上昇の分布データと基準データとの差の歯面上での分布が、対象とする一対の歯車10,11の特性(例えば、歯車の形状や同時噛み合い枚数等)に応じた最適な分布となるように算出される。つまり、一対の歯車10,11の特性に応じて予め設定された所望の分布(即ち、基準データ)に最も類似した温度分布となるような歯車10,11の相対位置を算出する。
In the relative position calculating step S18, the relative position calculating means 44 is based on the comparison result in the tooth surface temperature comparing step S16 (that is, the difference between the distribution data of the tooth surface temperature rise for each region and the reference data). The optimal relative position of the
次いで、歯車位置調整工程S19において、歯車位置調整制御手段45が上記相対位置算出工程S18で算出された相対位置に基づいて、歯車10,11の少なくとも一方を位置調整する。つまり、歯車位置調整制御手段45が、相対位置算出工程S18で算出された相対位置に基づいて、X方向用モータ3aを駆動制御してコラム3をガイド2上で所定量移動させることにより、歯車11をX方向に所定量移動させ、また、Y方向用モータ7aを駆動制御してコラム7をガイド6上で所定量移動させることにより、歯車10をY方向に所定量移動させ、さらに、Z方向用モータ5aを駆動制御してコラム5をガイド4上で所定量移動させることにより、歯車10をZ方向に所定量移動させる。これにより、歯車10,11が互いに相対位置となる。
Next, in the gear position adjustment step S19, the gear position adjustment control means 45 adjusts the position of at least one of the
そして、ラップ材供給工程S20において、ラッピング制御手段46が、ラップ材供給ノズルを含むラップ材供給手段を制御して、互いに噛み合う歯車10,11の歯面間にラップ材を供給する。
次に、研磨工程S21において、ラッピング制御手段46が、上記歯面温度比較工程S16における比較結果に基づいて、研磨手段としての駆動モータ20及びトルク付与モータ21を駆動制御することにより、歯面間にラップ材が供給された一対の歯車10,11のうち少なくともいずれか一方の歯車の歯面を研磨する。この研磨工程S21における歯車10,11の歯面の研磨は、ラッピング制御手段46が、歯面温度比較工程S16における比較結果(即ち、歯面温度上昇の分布データと基準データとの差)に対応して予め記憶していた歯面の研磨量及びこの研磨量を実現するための歯車10,11の回転数及び付与トルクで、歯車10,11が互いに噛み合いながら回転するように、駆動モータ20及びトルク付与モータ21を駆動制御することによって実現される。
In the wrap material supply step S20, the wrapping control means 46 controls the wrap material supply means including the wrap material supply nozzle to supply the wrap material between the tooth surfaces of the
Next, in the polishing step S21, the lapping control means 46 drives and controls the
従って、研磨工程S21においては、ラッピング加工によって得たい所望の歯当たり状態を有する歯車に関する基準データに対応した研磨量で、歯車10及び/又は歯車11の歯面の研磨を行なうため、本研磨工程S21を実行することにより、歯車10,11を、確実に所望の歯当たり状態を有する歯車に加工することができる。
なお、研磨工程S21における歯面の研磨は、歯車10の歯面を研磨する場合には、駆動モータ20及びトルク付与モータ21を所定の付与トルクで、所定回転数正転方向(即ち、図1の矢印n,mに示す方向)に回転することにより実行され、歯車11の歯面を研磨する場合には、駆動モータ20及びトルク付与モータ21を所定の付与トルクで、所定回転数逆転方向(即ち、図1の矢印n,mに示す方向とは逆方向)に回転することにより実行される。
Accordingly, in the polishing step S21, the tooth surfaces of the
In the polishing of the tooth surface in the polishing step S21, when the tooth surface of the
また、ここでは、ラップ材供給工程S20と研磨工程S21とが、歯面温度比較工程S16での比較結果に基づいて一対の歯車10,11のラッピングを行なうラッピング工程として機能する。
そして、洗浄工程S22において、ラッピング制御手段46が洗浄手段34を制御することにより、洗浄手段34が研磨工程S21後の歯車10,11の歯面に残っているラップ材を洗浄して、本ラッピング加工方法が終了される。
Here, the lapping material supply step S20 and the polishing step S21 function as a lapping step for lapping the pair of
In the cleaning step S22, the lapping control means 46 controls the cleaning means 34, so that the cleaning means 34 cleans the lapping material remaining on the tooth surfaces of the
このように、本実施形態の歯車のラッピング加工方法及び装置では、歯面温度上昇検出工程においてサーモグラフィカメラ30により測定された回転前後の歯車10の歯面10aの歯面温度上昇の分布に基づいて歯面精度測定を行ない、この結果に基づいてラッピング加工を施す。つまり、本実施形態の歯車のラッピング加工方法及び装置では、要否判定工程S17において要否判定手段43aが、かかる歯面温度上昇の分布が他の領域に対して相対的に高い領域を噛み合い領域とし、さらに、かかる歯面温度上昇の分布が所定値よりも高い領域は歯当たり状態が悪くラッピングが必要であると判定するように構成している。
Thus, in the gear lapping method and apparatus of this embodiment, based on the distribution of the tooth surface temperature increase of the tooth surface 10a of the
ここで、本実施形態の歯面温度上昇の分布に基づく判定(歯面精度測定)の有効性を確認するために、本実施形態のサーモグラフィカメラ30による歯面の温度測定結果と、上述した従来からの光明丹を用いた歯当たり検査による歯面精度測定における歯面の状態とを比較することにより行なった試験及びその試験結果について説明する。
なお、本試験では、一対の歯車10,11として、グリーソン式勾配歯曲がりばかさ歯車を用いた。この歯車10,11の材質はクロムモリブデン鋼で歯切後高周波焼入れが施されたものであり、モジュール4.0m、圧力角20°、軸角度90°、歯幅27mm、ねじれ角35°のもので、歯車10,11の歯数は、歯車10の歯数を20枚、歯車11の歯数を40枚のものを用いた。また、サーモグラフィカメラ30の測定波長は3〜4μm程度とした。
Here, in order to confirm the effectiveness of the determination (tooth surface accuracy measurement) based on the distribution of the tooth surface temperature increase of the present embodiment, the temperature measurement result of the tooth surface by the
In this test, Gleason type gradient tooth bevel gears were used as the pair of
本試験では、まず、本実施形態における歯面温度上昇(歯面温度差)の分布と、上述した従来からの光明丹を用いた歯当たり検査における歯面の状態とを比較することにより、歯車の歯面温度差の分布を測定することの有用性を確認した。この結果を図4(a1),(a2),(b1),(b2),(c1),(c2)に示す。
なお、図4(a1),(a2),(b1),(b2),(c1),(c2)において、左側の図(即ち、付番号が1の図)は上述した従来からの光明丹を用いた歯当たり検査における歯面の状態を示し、右側の図(即ち、付番号が2の図)は、本実施形態における歯面温度上昇の分布を示す。
In this test, first, by comparing the distribution of the tooth surface temperature rise (tooth surface temperature difference) in the present embodiment with the state of the tooth surface in the tooth contact inspection using the above-described conventional light aluminium, a gear is obtained. The usefulness of measuring the distribution of tooth surface temperature difference was confirmed. The results are shown in FIGS. 4 (a1), (a2), (b1), (b2), (c1), and (c2).
4 (a1), (a2), (b1), (b2), (c1), and (c2), the left figure (that is, the figure with the number 1) is the above-described conventional light The state of the tooth surface in the tooth contact inspection using No. 1 is shown, and the diagram on the right side (namely, the figure with the number 2) shows the distribution of the tooth surface temperature rise in this embodiment.
また、図4及び後述する図5,図7,図8,図15において、歯面の左側は図1における歯車10の内端(トウ)Αであり、歯面の右側は図1における歯車10の外端(ヒール)Βであるため、以下、歯面の左側を内端といい、歯面の右側を外端という。
なお、図4及び後述する図5,図7,図8,図15における従来からの光明丹を用いた歯当たり検査における歯面の状態は、スマッジング部分が光明丹が残っている部分を示し、斜線部分に囲まれた白抜きの部分が光明丹が剥がれ落ちた部分を示す。
4, FIG. 5, FIG. 7, FIG. 8, and FIG. 15 described later, the left side of the tooth surface is the inner end (toe) rod of the
In addition, the state of the tooth surface in the tooth contact inspection using the conventional Mitsume Tan in FIG. 4 and FIGS. 5, 7, 8 and 15 to be described later shows the part where the smudged part remains. The white part surrounded by the shaded part shows the part where Komyotan peeled off.
また、図4及び後述する図5,図7,図8,図15における歯面温度差の分布は0.1℃の等温線であらわし、歯面が白い部分は温度差が最も低い部分を示し、歯面を斜線で示す部分は温度差が上昇している部分を示し、歯面が黒い部分は温度差が最も上昇している部分を示す。
図4に示すように、従来からの光明丹を用いた歯当たり検査における歯面の状態では、歯10aの歯面上の歯当たり位置が、内端から外端へ移動するとともに、温度上昇領域も同様に移動していることがわかる。しかし、従来からの光明丹を用いた歯当たり検査における歯面の状態では、歯当たり領域(噛み合い領域)内のばらつきを評価することは困難である。これに対して、歯面温度上昇の分布によれば、歯当たり領域(噛み合い領域)内でも接触部分にかなりのばらつきがあることがその温度分布により確認することができる。
Further, the distribution of the tooth surface temperature difference in FIG. 4 and FIGS. 5, 7, 8, and 15 described later is represented by an isothermal line of 0.1 ° C., and the white tooth surface indicates the lowest temperature difference. The portion where the tooth surface is indicated by diagonal lines indicates the portion where the temperature difference is increasing, and the portion where the tooth surface is black indicates the portion where the temperature difference is most increased.
As shown in FIG. 4, in the state of the tooth surface in the conventional tooth contact inspection using Komichitan, the tooth contact position on the tooth surface of the tooth 10a moves from the inner end to the outer end, and the temperature rise region. Is also moving in the same way. However, it is difficult to evaluate the variation in the tooth contact region (meshing region) in the state of the tooth surface in the tooth contact inspection using the conventional Mitsumetan. On the other hand, according to the distribution of the tooth surface temperature rise, it can be confirmed from the temperature distribution that there is considerable variation in the contact portion even in the tooth contact region (engagement region).
このように、歯面温度上昇の分布を測定することで歯当たりを確認可能であるとともに、歯当たり領域(噛み合い領域)内での接触部分のばらつきを確認することが可能になり、歯面温度上昇の分布により、歯当たり状態を高精度に把握することができる。
なお、図4に示す、上記の歯当たり位置の内端から外端への移動は、歯車10が勾配歯曲がりばかさ歯車であり、歯の剛性が内端側よりも外端側の方が高いため生じる。
In this way, it is possible to confirm the tooth contact by measuring the distribution of the tooth surface temperature rise, and it is possible to check the variation of the contact portion within the tooth contact region (meshing region). The tooth contact state can be grasped with high accuracy by the ascent distribution.
Note that the movement of the tooth contact position from the inner end to the outer end shown in FIG. 4 is such that the
ところで、本試験で使用した歯車10,11は、勾配歯であるため、強度や高トルク域でのギアノイズを考慮し、歯当たりが内端に寄りやすい歯形形状になっている。そのため、次に、これら歯車10,11に対して意図的に軸角度誤差を与え、外端に歯当たりを変化させた時の歯面温度差の分布と、上述した従来からの光明丹を用いた歯当たり検査における歯面の状態とを比較した。この結果を図5(a),(b)に示す。なお、図5(a)は上述した従来からの光明丹を用いた歯当たり検査における歯面の状態を示し、図中における線Aは光明丹が剥がれた領域において、サーモグラフィカメラ30により測定される歯面温度の分布データから推定される噛み合い接触線を示す。また、図5(b)は歯面温度上昇の分布を示す。
By the way, since the
また、図6は歯車10の歯10aの歯すじ方向各部(内端から5mm,13mm,20mm)の歯元応力値を示すものである。なお、この歯元応力値は、歯車10の歯10aの歯元隅肉部(Hoferの30°接線法に位置するところ)にひずみゲージを貼り付けて測定した値である。あるひずみゲージから得られた歯元ひずみ量が大きければ、そのひずみゲージが貼り付けられた歯形方向の歯面上に位置する箇所にかかる荷重が大きいこととなり、その結果、その箇所の面圧も高くなる。すなわち、あるひずみゲージから得られた歯元応力値が高ければ面圧も高くなり、歯元応力値が低ければ面圧も低くなる。
Further, FIG. 6 shows tooth root stress values at respective portions (5 mm, 13 mm, and 20 mm from the inner end) in the tooth line direction of the tooth 10 a of the
図5(a),(b)に示すように、従来からの光明丹を用いた歯当たり検査における歯面の状態では、噛み合い領域は歯面の外端によっているが、歯面温度差の分布では噛み合い領域は中央よりやや外端によっている程度である。図5(a)に示すように、従来からの光明丹を用いた歯当たり検査における歯面の状態において、外端、歯先に噛み合い領域が寄っているのは、噛み合い始めである。 As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), in the state of the tooth surface in the conventional tooth contact inspection using Komyotan, the meshing region depends on the outer end of the tooth surface, but the distribution of the tooth surface temperature difference is shown. In this case, the meshing area is slightly outside the center. As shown in FIG. 5 (a), in the state of the tooth surface in the conventional tooth contact inspection using Komyotan, the meshing region is approaching the outer end and the tooth tip at the beginning of meshing.
しかし、図6に示すように、噛み合い始めにおける外端の歯元応力値は、ほぼゼロに近く、内端の歯元応力値が高い値を示している。従って、実際には、この時の歯10aの歯面にかかる荷重は歯面中央に分布し、外端での荷重は極めて小さいことがわかる。
このように、従来からの光明丹を用いた歯当たり検査における歯面の状態では、外端の歯先では、光明丹の厚みにより本来接触しない部分が剥がれてしまったか、歯面は接触しているが、荷重はほとんどかかっていないと考えられる。
However, as shown in FIG. 6, the tooth root stress value at the outer end at the beginning of meshing is almost zero, and the tooth root stress value at the inner end is high. Therefore, in practice, it can be seen that the load applied to the tooth surface of the tooth 10a at this time is distributed in the center of the tooth surface, and the load at the outer end is extremely small.
In this way, in the state of the tooth surface in the tooth contact inspection using the conventional Mitsumetan, at the outer end of the tooth tip, the part that is not originally contacted due to the thickness of the Komyotan has been peeled off, or the tooth surface is in contact However, it is thought that the load is hardly applied.
これに対して、図5(b)に示すように、歯面温度上昇の分布によると、噛み合い領域と評価できる温度が上昇している領域が歯面の中央部分に存在しており、外端での温度はほとんど上昇していないため、外端では面圧は極めて小さいと評価することができる。
このように、歯面温度上昇の分布によれば、図6に示す歯元応力値の結果と一致した歯当たり状態を把握することができ、歯車の噛み合い領域及び面圧を正確に把握することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), according to the distribution of the tooth surface temperature rise, the region where the temperature that can be evaluated as the meshing region is rising is present in the central portion of the tooth surface, and the outer end It can be evaluated that the surface pressure at the outer end is extremely small because the temperature at the outermost portion does not increase.
Thus, according to the distribution of the tooth surface temperature rise, it is possible to grasp the tooth contact state that matches the result of the root stress value shown in FIG. 6, and accurately grasp the meshing region and the surface pressure of the gear. Can do.
次に、我々は、一対の歯車10,11のトルクが変化した時の歯面温度上昇の分布と、上述した従来からの光明丹を用いた歯当たり検査における歯面の状態とを比較した。この結果を図7(a1),(a2),(b1),(b2),(c1),(c2)に示す。
なお、図7(a1),(a2),(b1),(b2),(c1),(c2)において、左側の図(即ち、付番号が1の図)は上述した従来からの光明丹を用いた歯当たり検査における歯面の状態を示し、右側の図(即ち、付番号が2の図)は、歯面温度上昇の分布を示す。
Next, we compared the distribution of the increase in tooth surface temperature when the torque of the pair of
7 (a1), (a2), (b1), (b2), (c1), and (c2), the left side figure (namely, the figure with the number 1) is the above-mentioned conventional light The state of the tooth surface in the tooth contact inspection using No. 1 is shown, and the diagram on the right side (namely, the figure with the number 2) shows the distribution of the tooth surface temperature rise.
また、図7(a1),(a2)はトルクが98Nm時を示し、図7(b1),(b2)はトルクが68.8Nm時を示し、図6(c1),(c2)はトルクが49Nm時を示す。なお、これらトルクの変動は、トルク付与モータ21により、歯車11の回転数を歯車11が歯車10に従動して回転するよりも遅い回転数で回転するように制御することにより行なった。
7 (a1) and (a2) show when the torque is 98 Nm, FIGS. 7 (b1) and (b2) show when the torque is 68.8 Nm, and FIGS. 6 (c1) and (c2) show the torque. Indicates 49 Nm. These torque fluctuations were performed by controlling the rotational speed of the
図7に示すように、歯面温度上昇の分布でも従来からの光明丹を用いた歯当たり検査における歯面の状態でも、トルクの増加にともない、噛み合い領域(噛み合い面積)が増加する。特に歯面温度差の分布では、トルクの増加にともなう噛み合い領域の増大が明確にわかる。これに比べると、従来からの光明丹を用いた歯当たり検査における歯面の状態ではあまり変化が見られない。これは、歯車10,11が起動からトルク安定域に入るまでの間(ここでは約30秒間)に、光明丹が剥がれてしまい、トルクによる変化が見られなかったと考えられる。
As shown in FIG. 7, the meshing area (meshing area) increases with the increase in torque both in the distribution of the tooth surface temperature rise and in the state of the tooth surface in the conventional tooth contact inspection using Komichitan. In particular, in the distribution of the tooth surface temperature difference, it can be clearly seen that the meshing area increases as the torque increases. Compared with this, there is not much change in the condition of the tooth surface in the tooth contact inspection using the conventional Mitsumetan. This is considered that the light agitation was peeled off during the period from the start of the
以上より、本実施形態における歯面温度上昇の分布によれば、トルク変動による歯当たり状態の変化を正確に把握することができる。
さらに、我々は、歯面温度上昇の分布に基づいて面圧を把握できることを確認するために、歯車10,11の歯元応力値と、本実施形態における歯面温度上昇の分布とを歯車10,11の同時噛み合い枚数に着目して比較検討した。図8(a)は噛み合い時の歯車10の歯10aの中央部分における歯元応力値を示す図であり、図8(b)はこのときの歯10aの歯面温度差の分布を示す図である。
As described above, according to the distribution of the tooth surface temperature increase in the present embodiment, it is possible to accurately grasp the change in the tooth contact state due to the torque fluctuation.
Furthermore, in order to confirm that the surface pressure can be grasped based on the distribution of the tooth surface temperature rise, we determine the tooth root stress value of the
一対の歯車10,11の実噛み合い率は1.4程度であるため、歯車10の歯と歯車11の歯との噛み合い枚数状態(同時噛み合い枚数)には、図8(a)に示すように、噛み合い枚数状態(同時噛み合い枚数)は、1枚の場合と2枚の場合とが存在する。また、この噛み合い枚数状態は、図8(b)に示すように、サーモグラフィカメラ30により測定される歯面温度の分布データから推定される噛み合い接触線A1〜A4として歯面温度上昇の分布上に示すことができる。即ち、歯面温度上昇の分布上における噛み合い接触線A1,A2に挟まれた領域及び噛み合い接触線A3,A4に挟まれた領域が、噛み合い枚数状態が1枚噛み合いの状態である領域を示し、噛み合い接触線A2,A3に挟まれた領域が、噛み合い枚数状態が2枚噛み合い状態である領域を示す。なお、この噛み合い枚数状態を判定する方法については、下記第5実施形態の噛み合い枚数領域分割手段47の説明として後述する。
Since the actual meshing rate of the pair of
ここで、図8(a),(b)を比較検討すると、図8(a)の歯元応力値を見ると、1枚噛み合い領域で高い歯元応力値を示すとともに、図8(b)の歯面温度差の分布においても、1枚噛み合いの領域では高い温度を示している。逆に、2枚噛み合い領域では、歯元応力値が低い値を示すとともに、歯面温度差の分布でも低い温度を示している。これは、1枚噛み合いの領域は1枚の歯で荷重を分担しており、単純に考えると面圧は2枚噛み合い時の2倍になっているためであると考えられる。
以上の結果より、歯元応力値が高い領域、即ち、面圧が高い領域では、歯面温度上昇の分布も高い温度を示しており、歯面温度上昇の分布に基づいて面圧の強弱を把握することができる。
Here, when comparing FIGS. 8 (a) and 8 (b), when the tooth root stress value in FIG. 8 (a) is seen, a high tooth root stress value is shown in one meshing region, and FIG. 8 (b). Also in the distribution of the tooth surface temperature difference, a high temperature is shown in the area where one piece is engaged. On the contrary, in the meshing area of the two sheets, the root stress value shows a low value, and the distribution of the tooth surface temperature difference shows a low temperature. This is considered to be because the load of the single-mesh area is shared by one tooth and the surface pressure is double that of the double-mesh condition.
From the above results, in the region where the root stress value is high, that is, in the region where the surface pressure is high, the distribution of the tooth surface temperature increase also shows a high temperature, and the strength of the surface pressure is reduced based on the distribution of the tooth surface temperature increase. I can grasp it.
このように、本発明の第1実施形態としての歯車ラッピング加工方法及び装置によれば、歯車10,11が噛み合いながら回転して、歯車10,11の歯面に荷重がかかることによって、その歯面に塗布された潤滑油が剪断され、その結果、潤滑油が剪断された歯面の温度が上昇するということを利用し、歯面温度差算出工程S15において歯面温度差算出手段41が、所定回転数回転前後の歯車10の歯面10aの歯面温度上昇の分布を算出するので、この歯面温度上昇の分布に基づいて、歯面精度測定を確実に行なうことができ、歯車10,11の歯当たり状態(つまり、噛み合い領域や各領域での面圧)を高精度に把握することができる。
Thus, according to the gear wrapping method and apparatus as the first embodiment of the present invention, the
また、相対位置算出工程S18において相対位置算出手段44により算出された、かかる歯面温度上昇の分布と基準データとに基づく最適な相対位置において、ラッピング制御手段46により、歯面温度上昇の分布と基準データとに基づいたラッピングが行なわれるため、1回のラッピングを行なうだけで、歯車10,11を所望の歯当たり状態を有する歯車対に高精度に加工することができる。従って、上述したような従来の技術に比べてラッピングにかかる処理時間を格段に短縮することができ、高効率に歯車10,11のラッピング加工を行なうことができる。また、歯当たり状態が正確に反映された歯面温度上昇の分布に基づいてラッピングを施すため、ラッピング加工によって、歯面がなまってしまうようなことを確実に抑止できる。
Further, at the optimum relative position calculated based on the tooth surface temperature increase distribution and the reference data calculated by the relative
つまり、かかる歯面温度上昇の分布を測定することにより、歯車10,11の歯面精度を高精度に把握することができるため、上述したような従来の技術のように、まずラッピング加工を行なって歯面をある程度整える処理を行なうことなく、歯面精度を十分に把握した上で、必要に応じて効率良くラッピングを行なうことができる。そのため、最初から最適な噛み合い状態である一対の歯車にラッピングを施していまい、かえって歯当たり状態が悪化するようなことを確実に抑止できる。
That is, since the tooth surface accuracy of the
また、サーモグラフィカメラ30を用いて歯10aの歯面温度の分布を非接触で測定するため、短い測定時間で測定が可能となる。また、放射率校正工程S11でサーモグラフィカメラ30の放射率を校正するため、歯10aの歯面性状あるいは潤滑油を塗布されたことによる影響を確実に除去することができて、より高精度に歯車10,11の歯当たり状態を把握することができる。
In addition, since the
さらに、一対の歯車10,11に潤滑油を塗布するため、歯車10,11が噛み合うことで発生する歯車10,11の歯面の損傷を防止することができる。
また、サーモグラフィカメラ30により歯10aの歯面温度の分布の測定を行なうため、反射光の影響を考慮しなければならないが、本実施形態では、歯面温度差算出工程S15が、回転前歯面温度測定工程S12で測定された回転前の歯10aの歯面温度の分布と回転後歯面温度測定工程S14で測定された所定回転数回転後の歯10aの歯面温度の分布との差を算出するため、サーモグラフィカメラ30に対する歯10aの歯面からの反射光の影響を完全に除去することができ、より高精度に歯面精度測定を行なうことができる。
Further, since the lubricating oil is applied to the pair of
Further, since the
〔2〕第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態について説明すると、図9は本発明の第2実施形態としての歯車のラッピング加工方法を示すフローチャートである。なお、本実施形態の歯車のラッピング加工方法は、上述した第1実施形態の歯車のラッピング加工装置と同様のラッピング加工装置により行なわれる。従って、ここでも、上記図1,図2を用いて本実施形態の歯車のラッピング加工方法について説明する。また、図9において図3と同符号のものは同様のものを示し、ここではその詳細な説明を省略する。
[2] Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a flowchart showing a gear lapping method as a second embodiment of the present invention. The gear lapping method of the present embodiment is performed by a lapping device similar to the gear lapping device of the first embodiment described above. Therefore, the gear lapping method according to this embodiment will be described here with reference to FIGS. In FIG. 9, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same elements, and detailed description thereof is omitted here.
本実施形態の歯車のラッピング加工方法は、上記第1実施形態の歯車のラッピング加工方法とは異なり、フィードバック制御を行なうように構成されており、図9に示すように、本実施形態の歯車のラッピング加工方法では、要否判定工程S17において、要否判定手段43aが、歯面温度比較工程S16での比較結果(即ち、歯面温度上昇の分布データと基準データとの差)が、予め設定された所定値以上ではなく、歯車10,11のラッピングの必要はないと判定するまで(要否判定工程S17のNoルート参照)、潤滑油塗布工程S10から洗浄工程S22までの処理を繰り返すようになっている。
Unlike the gear lapping method of the first embodiment, the gear lapping method of the present embodiment is configured to perform feedback control. As shown in FIG. 9, the gear lapping method of the present embodiment is configured. In the lapping method, in the necessity determination step S17, the
つまり、要否判定工程S17において、要否判定手段43aが、歯車10,11のラッピングの必要はないと判定すると処理を終了するが、ここで、歯車10,11のラッピングの必要があると判定すると(要否判定工程S17のYesルート参照)、以降、相対位置算出工程S18から洗浄工程S22までの処理を行ない、さらにその後、潤滑油塗布工程S10にフィードバックして、再度、潤滑油塗布工程S10から要否判定工程S17までの処理を繰り返し行なうようになっている。そして、要否判定工程S17において歯車10,11のラッピングの必要はないと判定されるまでは、上述した処理を繰り返す。
That is, in the necessity determination step S17, when the
このように、本発明の第2実施形態としての歯車のラッピング加工方法によれば、上述した第1実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、基準データに対応した、所望の歯当たり状態を有する歯車10,11をより高精度に、かつ、確実に得ることができる。
Thus, according to the gear lapping method as the second embodiment of the present invention, the same effect as the first embodiment described above can be obtained, and a desired tooth contact state corresponding to the reference data can be obtained. The
〔3〕第3実施形態
次に、本発明の第3実施形態について説明すると、図10,図11は本発明の第3実施形態としての歯車のラッピング加工方法及び装置を示すもので、図10はその機能構成を示すブロック図、図11は歯車のラッピング加工方法を示すフローチャートである。なお、図10において、図2と同符号のものは同様のものを示し、図11において、図3と同符号のものは同様のものを示す。
[3] Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIGS. 10 and 11 show a gear lapping method and apparatus as a third embodiment of the present invention. Is a block diagram showing its functional configuration, and FIG. 11 is a flowchart showing a gear lapping method. 10, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same elements, and in FIG. 11, the same reference numerals as those in FIG. 3 indicate the same elements.
本実施形態の歯車のラッピング加工方法及び装置は、上述の第1実施形態にかかる歯車のラッピング加工方法及び装置のように、歯面温度上昇検出工程において回転前後の歯10aの歯面温度差の分布を歯面温度上昇の分布として求めるのではなく、回転後の歯10aの歯面温度の分布のみを測定し、この回転後の歯面温度の分布を歯面温度上昇の分布として求めるようになっている。また、本実施形態の歯車のラッピング加工装置は、上記図1に示す第1実施形態のラッピング加工装置と同様の構成をそなえており、演算ユニット40の構成のみが上記第1実施形態とは異なっている。
The gear wrapping method and apparatus according to the present embodiment is similar to the gear wrapping method and apparatus according to the first embodiment described above, in which the tooth surface temperature difference between the teeth 10a before and after the rotation is detected in the tooth surface temperature rise detection step. Instead of obtaining the distribution as a tooth surface temperature rise distribution, only the tooth surface temperature distribution of the tooth 10a after rotation is measured, and the tooth surface temperature distribution after the rotation is obtained as the tooth surface temperature rise distribution. It has become. The gear lapping apparatus of the present embodiment has the same configuration as the lapping apparatus of the first embodiment shown in FIG. 1, and only the configuration of the
つまり、図10に示すように、本実施形態の歯車のラッピング加工装置は、上記図2に示す第1実施形態のラッピング加工装置のように、歯面温度差算出手段41をそなえておらず、従って、カメラ制御部32は、歯車回転制御手段35により所定回転数回転された直後にサーモグラフィカメラ30で測定された歯車10の歯面10aの歯面温度の分布データを歯面温度比較手段43へ送信するように構成されている。なお、ここでは、サーモグラフィカメラ(歯面温度測定手段)30が、一対の歯車10,11が回転したことにより生じる歯車10の歯面10aの温度上昇の分布を検出する歯面温度上昇検出手段として構成され、ここでは、サーモグラフィカメラ30で測定された所定回転数回転直後の歯面10aの歯面温度の分布データが、歯面温度上昇の分布データとして扱われる。
That is, as shown in FIG. 10, the gear lapping apparatus of the present embodiment does not include the tooth surface temperature difference calculating means 41 unlike the lapping apparatus of the first embodiment shown in FIG. Therefore, the
そして、歯面温度比較手段43は、カメラ制御部32から直接送信された所定回転数回転直後の歯面10aの歯面温度の分布データ(歯面温度上昇の分布データ)と、基準データ記憶部42に記憶されている基準データとの差を算出することにより、これら歯面温度上昇の分布データと基準データとを比較するように構成されている。
なお、相対位置算出手段44,歯車位置調整制御手段45,ラッピング制御手段46の構成は、上記第1実施形態のものと同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
Then, the tooth surface
Note that the configurations of the relative position calculation means 44, the gear position adjustment control means 45, and the wrapping control means 46 are the same as those in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted here.
次に、本実施形態の歯車のラッピング加工方法について説明すると、図11に示すように、本実施形態の歯車のラッピング加工方法では、上記図3に示す第1実施形態のラッピング加工方法のように、回転前歯面温度測定工程S12及び歯面温度差算出工程S15をそなえず、放射率校正工程S11後に、歯車回転工程S13を実施し、次いで回転後歯面温度測定工程S14を実施する。そして、回転後歯面温度測定工程S14後すぐに歯面温度比較工程S16に移行し、この歯面温度比較工程S16において、歯面温度比較手段13が、回転後歯面温度測定工程S14において測定された所定回転回転後の歯面10aの歯面温度の分布データを歯面温度上昇の分布データとして扱い、基準データとの差を算出することにより、かかる歯面温度上昇の分布データと基準データとの比較を行なう。
なお、以降の要否判定工程S16〜洗浄工程S22は、上記第1実施形態のものと同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
Next, the gear lapping method of this embodiment will be described. As shown in FIG. 11, the gear lapping method of this embodiment is similar to the lapping method of the first embodiment shown in FIG. The gear rotation step S13 is performed after the emissivity calibration step S11 without the pre-rotation tooth surface temperature measurement step S12 and the tooth surface temperature difference calculation step S15, and then the post-rotation tooth surface temperature measurement step S14 is performed. Then, immediately after the post-rotation tooth surface temperature measurement step S14, the process proceeds to the tooth surface temperature comparison step S16. In this tooth surface temperature comparison step S16, the tooth surface temperature comparison means 13 measures in the post-rotation tooth surface temperature measurement step S14. The tooth surface temperature distribution data of the tooth surface 10a after the predetermined rotation is handled as the tooth surface temperature increase distribution data, and the difference from the reference data is calculated, whereby the tooth surface temperature increase distribution data and the reference data are calculated. Compare with.
Since the subsequent necessity determination step S16 to cleaning step S22 are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted here.
このように、本発明の第3実施形態としての歯車のラッピング加工方法及び装置によれば、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、より高効率に歯車10,11のラッピング加工を実施することができる。
As described above, according to the gear wrapping method and apparatus of the third embodiment of the present invention, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the
〔4〕第4実施形態
次に、本発明の第4実施形態について説明すると、図12は本発明の第4実施形態としての歯車のラッピング加工方法を示すフローチャートである。なお、本実施形態の歯車のラッピング加工方法は、上述した第2実施形態の歯車のラッピング加工方法の第1実施形態に対する変更と同様に、上述した第3実施形態の歯車のラッピング加工方法とは異なり、フィードバック制御を行なうように構成されている。
[4] Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a flowchart showing a gear lapping method as a fourth embodiment of the present invention. The gear lapping method of the present embodiment is similar to the gear lapping method of the third embodiment described above, as well as the change of the gear lapping method of the second embodiment described above to the first embodiment. Differently, it is configured to perform feedback control.
つまり、図12に示すように、本実施形態の歯車のラッピング加工方法でも、要否判定工程S17において、要否判定手段43aが、歯車10,11のラッピングの必要はないと判定すると処理を終了するが、ここで、歯車10,11のラッピングの必要があると判定すると(要否判定工程S17のYesルート参照)、以降、相対位置算出工程S18から洗浄工程S22までの処理を行ない、さらにその後、潤滑油塗布工程S10にフィードバックして、再度、潤滑油塗布工程S10から要否判定工程S17までの処理を繰り返し行なうようになっている。そして、要否判定工程S17において歯車10,11のラッピングの必要はないと判定されるまでは、上述した処理を繰り返す。
That is, as shown in FIG. 12, even in the gear lapping method of the present embodiment, the process ends when the
このように、本発明の第4実施形態としての歯車のラッピング加工方法によれば、上述した第1〜3実施形態と同様の効果を得ることができる。 Thus, according to the gear lapping method as the fourth embodiment of the present invention, the same effects as those of the first to third embodiments described above can be obtained.
〔5〕第5実施形態
次に、本発明の第5実施形態について説明すると、図13,図14は本発明の第5実施形態としての歯車のラッピング加工方法及び装置を示すもので、図13はその機能構成を示すブロック図、図14は歯車のラッピング加工方法を示すフローチャートである。なお、図13において、図2と同符号のものは同様のものを示し、図14において、図3と同符号のものは同様のものを示す。
[5] Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIGS. 13 and 14 show a gear lapping method and apparatus as a fifth embodiment of the present invention. Is a block diagram showing its functional configuration, and FIG. 14 is a flowchart showing a gear lapping method. In FIG. 13, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same elements, and in FIG. 14, the same reference numerals as those in FIG. 3 indicate the same elements.
本実施形態の歯車のラッピング加工方法及び装置は、上述の第1実施形態にかかる歯車のラッピング加工方法及び装置のように、歯車10の歯面10aの歯面温度上昇の分布データに基づいてラッピングを行なうのではなく、歯車10の歯面10aの歯面温度差の分布を、歯車11の歯面との同時噛み合い枚数毎の領域に分割し、このときの隣接する同時噛み合い枚数領域間の温度差に基づいてラッピングを行なうようになっている。なお、本実施形態の歯車のラッピング加工装置は、上記図1に示す第1実施形態のラッピング加工装置と同様の構成をそなえており、演算ユニット40の構成のみが上記第1実施形態とは異なっている。
The gear wrapping method and apparatus according to the present embodiment is based on the distribution data of the tooth surface temperature rise of the tooth surface 10a of the
つまり、図13に示すように、本ラッピング加工装置の演算ユニット40は、カメラ制御部32,歯車回転制御手段35,歯面温度差算出手段41,基準データ記憶部42a,相対位置算出手段44a,歯車位置調整制御手段45a,ラッピング制御手段46a,噛み合い枚数領域分割手段47,領域間温度差算出手段48,温度差比較手段49をそなえて構成されている。なお、カメラ制御部32,歯車回転制御手段35及び歯面温度差算出手段41は上述した第1実施形態のものと同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
That is, as shown in FIG. 13, the
噛み合い枚数領域分割手段47は、歯面温度差算出手段41で算出された歯面温度差の分布(歯面温度上昇の分布)を、歯車10の歯10aの歯車11の歯との同時噛み合い枚数(噛み合い枚数状態)毎に分割するものである。同時噛み合い枚数毎の分割は、歯車10の歯10aの歯元(歯元隅肉部)にひずみゲージを貼り付け、このひずみゲージを歯車11とかみあった状態で回転させながら測定することにより予め求められた歯元応力値から算出される噛み合い率と、この噛み合い率に基づいて算出される噛み合い枚数毎の時間の割合と、サーモグラフィカメラ30により測定される歯面温度の分布データから推定される噛み合い接触線との関係から、同時噛み合い枚数が変化する点を判別することによって行なわれる。
The meshing number area dividing means 47 uses the tooth surface temperature difference distribution (the tooth surface temperature rise distribution) calculated by the tooth surface temperature difference calculating means 41 to simultaneously mesh the number of teeth 10a of the
噛み合い率は、歯元応力値に表われる応力立ち上がり開始点に相当する噛み合い始めから、応力立ち下り終了点に相当する噛み合い終わりまでの時間をaとし、歯10aの1ピッチ移動時間をbとすると、aをbで除すことにより算出する。
また、この噛み合い率の値が、1以上2以下であれば、同時噛み合い枚数が1枚の領域と2枚の領域とが存在することを表わし、噛み合い枚数が2枚の領域(時間)は、下記式(1)により算出し、1枚噛み合い枚数が1枚の領域(時間)は下記式(2)により算出する。
The meshing rate is defined as a time from the start of meshing corresponding to the stress rising start point represented by the root stress value to the meshing end corresponding to the stress falling end point, and a pitch movement time of the tooth 10a being b. , A is divided by b.
In addition, if the value of the meshing rate is 1 or more and 2 or less, it indicates that the number of simultaneous meshing is one region and two regions, and the region (time) in which the meshing number is two is: The following formula (1) is used, and the region (time) in which the number of meshed one piece is one is calculated by the following formula (2).
2枚噛み合い領域(時間)=(a/b−1)×a …(1)
1枚噛み合い領域(時間)=[1−(a/b−1)]×a …(2)
領域間温度差算出部48は、同時噛み合い枚数毎の領域に分割された歯面温度差の分布において、隣り合う領域間の温度差を算出するものである。
基準データ記憶部42aは、ラッピング加工によって得たい所望のかみかい起振力の歯車を、歯車回転制御手段35により歯車10,11が回転される所定回転数と同回転数回転させたときの、歯車(ここでは駆動歯車)の隣接する同時噛み合い枚数毎の領域の温度差を、基準データとして記憶するものである。この基準データは、実験等により予め得られたものである。
Two-sheet meshing area (time) = (a / b−1) × a (1)
One-sheet meshing area (time) = [1− (a / b−1)] × a (2)
The inter-region temperature
The reference data storage unit 42a is configured to rotate a gear having a desired biting vibration force to be obtained by lapping by the same rotation number as the predetermined rotation number at which the
温度差比較手段49は、領域間温度差算出部48により算出された隣り合う領域間の温度差と、基準データ記憶部42aに記憶された基準データとを比較するものであり、具体的には、隣り合う領域間の温度差と基準データとの差を各隣り合う領域間毎に算出するものである。
また、温度差比較手段49は、要否判定手段49aをさらにそなえて構成されている。この要否判定手段49aは、隣り合う領域間の温度差と基準データとの差が、予め設定された所定値以上であるか否かを上記各隣り合う領域間毎に判定して、一対の歯車10,11はラッピング加工が必要か否かを判定するものである。
The temperature difference comparison means 49 compares the temperature difference between adjacent regions calculated by the inter-region temperature
Moreover, the temperature difference comparison means 49 is further provided with necessity determination means 49a. The
相対位置算出手段44aは、上記第1実施形態の相対位置算出手段44と同様の機能を有するものであり、つまり、要否判定手段49aにおいてラッピング加工が必要であると判定された場合に、温度差比較手段49による比較結果、即ち、上記各隣り合う領域間毎の隣り合う領域間の温度差と基準データとの差に基づいて、上記相対位置算出手段44と同様の方法で、一対の歯車10,11の最適な相対位置を算出するものである。 The relative position calculation means 44a has the same function as the relative position calculation means 44 of the first embodiment, that is, when the necessity determination means 49a determines that lapping is necessary, the temperature Based on the comparison result by the difference comparison means 49, that is, the difference between the temperature difference between adjacent areas and the reference data for each of the adjacent areas, a pair of gears is produced in the same manner as the relative position calculation means 44. The optimal relative position of 10 and 11 is calculated.
つまり、相対位置算出手段44aは、隣り合う領域間毎の温度差が、基準データに最も類似するような歯車10,11の相対位置を算出する。
また、歯車位置調整制御手段45a,ラッピング制御手段46aも、それぞれ上記第1実施形態の歯車位置調整制御手段45,ラッピング制御手段46と同様の機能を有するものである。
That is, the relative
The gear position adjustment control means 45a and the wrapping control means 46a also have the same functions as the gear position adjustment control means 45 and the wrapping control means 46 of the first embodiment, respectively.
このように、本実施形態の歯車のラッピング加工装置は、歯面温度差算出手段41により算出された歯面温度上昇の分布データを、噛み合い枚数領域分割手段47により噛み合い枚数領域に分割して、領域間温度差算出手段48により隣り合う領域間の温度差を算出する。そして、この隣り合う領域間の温度差に基づいて、ラッピング制御手段46aによりラッピングが施されるため、歯車10,11に対して噛み合い起振力に着目したラッピングを施すことができ、所望の噛み合い起振力の一対の歯車10,11を得ることができる。
In this way, the gear lapping apparatus of the present embodiment divides the distribution data of the tooth surface temperature increase calculated by the tooth surface temperature
次に、本実施形態の歯車のラッピング加工方法について説明する。図14に示すように、本実施形態の歯車のラッピング加工方法は、図3を参照しながら上述した第1実施形態の歯車の歯当たり評価方法と、潤滑油塗布工程S10〜歯面温度差算出工程S15までは同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
つまり、本実施形態の歯車の噛み合い起振力推定方法では、噛み合い枚数領域分割工程S30において、噛み合い枚数領域分割手段47が、歯面温度差算出工程S15で算出された歯車10の歯10aの歯面温度上昇の分布を、歯車10の歯10aの歯車11の歯との同時噛み合い枚数毎に分割する。
Next, a gear lapping method according to this embodiment will be described. As shown in FIG. 14, the gear lapping method of the present embodiment includes the gear tooth contact evaluation method of the first embodiment described above with reference to FIG. 3, and the lubricant application step S <b> 10 to the tooth surface temperature difference calculation. Since the process is the same up to step S15, detailed description thereof is omitted here.
In other words, in the gear meshing excitation force estimation method of the present embodiment, the meshing number region dividing means 47 in the meshing number region dividing step S30 causes the teeth of the teeth 10a of the
次に、領域間温度差算出工程S31において、領域間温度差算出部48が、噛み合い枚数領域分割工程S30で同時噛み合い枚数毎の領域に分割された歯面温度上昇の分布における隣り合う領域間の温度差を算出する。
そして、温度差比較工程S32において、温度差比較手段49が、領域間温度差算出工程S31で算出された隣り合う領域間の温度差と、基準データ記憶部42aに記憶されている基準データとの差を算出することによって、隣り合う領域間の温度差と基準データとを比較する。
Next, in the inter-region temperature difference calculation step S31, the inter-region temperature
In the temperature difference comparison step S32, the temperature difference comparison means 49 calculates the difference between the temperature difference between adjacent regions calculated in the inter-region temperature difference calculation step S31 and the reference data stored in the reference data storage unit 42a. By calculating the difference, the temperature difference between adjacent regions is compared with the reference data.
次いで、要否判定工程S33において、要否判定手段49aが、上記隣り合う領域間の温度差と基準データとの差が、予め設定されている所定値以上であるか否かを判断する。ここで、かかる差がすべて予め設定された所定値よりも小さければ、要否判定手段49aは歯車10,11についてラッピングを行なう必要がないと判定して、後述する相対位置算出工程S18a〜洗浄工程22aを行なわずに処理を終了する(要否判定工程S33のNoルート参照)。
Next, in the necessity determination step S33, the
一方、ここで、かかる差が、予め設定された所定値以上であれば、要否判定手段49aは、歯車10,11についてラッピングを行なう必要があると判定して、後述する相対位置算出工程S18aへ進む(要否判定工程S33のYesルート参照)。
つまり、要否判定工程S33においては、要否判定手段49aが、上記隣り合う領域間の温度差が基準データよりも所定値以上高ければ、歯車10,11の噛み合い起振力が大きく、歯当たり状態(噛み合い状態)が悪いと判断して、ラッピング加工が必要であると判定するようになっている。
On the other hand, if the difference is greater than or equal to a predetermined value set in advance, the
That is, in the necessity determination step S33, if the
なお、相対位置算出工程S18a〜洗浄工程22aは、それぞれ相対位置算出手段44a,歯車位置調整制御手段45a,ラッピング制御手段46aが行なうこと以外は、図3を参照しながら上述した第1実施形態における相対位置算出工程S18〜洗浄工程22とそれぞれ同様である。
The relative position calculation step S18a to the cleaning step 22a are performed by the relative
ここで、隣り合う同時噛み合い枚数毎の領域間の温度差と噛み合い起振力との対応関係の根拠を確認するために行なった試験について説明する。
本試験は、噛み合い起振力の1指標としての噛み合い伝達誤差(MTE)と、上述した図8(b)に基づく、隣り合う同時噛み合い枚数毎の領域間の温度差との関係について検証したものであり、この結果を図15に示す。
ところで、上述のように、噛み合い伝達誤差(MTE)は、噛み合い起振力の1指標として、噛み合い起振力とは高い相関関係にある。また、噛み合い伝達誤差(MTE)は、一般的に、トルクの変動、噛み合い領域の歯面上の位置によって変動するものであることが知られており、さらに、その同時噛み合い枚数が1枚噛み合いから、2枚噛み合いへ変動する際の歯面にかかる荷重の変動量が大きいと、噛み合い伝達誤差(MTE)の1次成分は大きくなることが知られている。
Here, a description will be given of a test performed to confirm the basis of the correspondence between the temperature difference between the regions for each adjacent simultaneous meshing number and the meshing excitation force.
This test verifies the relationship between the mesh transmission error (MTE) as one index of the meshing excitation force and the temperature difference between the regions for each adjacent simultaneous meshing number based on FIG. 8B described above. The results are shown in FIG.
Incidentally, as described above, the meshing transmission error (MTE) is highly correlated with the meshing vibration force as one index of the meshing vibration force. Further, it is known that the meshing transmission error (MTE) generally varies depending on the torque variation and the position of the meshing region on the tooth surface. It is known that the primary component of the meshing transmission error (MTE) increases when the amount of change in the load applied to the tooth surface when the two sheets are meshed is large.
そこで、本試験では、1枚噛み合い領域と2枚噛み合い領域との温度差と、かかる温度差が発生した歯10aの歯面上の領域毎(ここでは、内端部分の領域と外端部分の領域毎)の噛み合い伝達誤差との関係を検証した。なお、図15における噛み合い伝達誤差(MTE)の変動は、トルクの変動によるものであり、トルクが増加するにつれ、噛み合い伝達誤差(MTE)も増加する。 Therefore, in this test, the temperature difference between the one-meshing area and the two-meshing area, and each area on the tooth surface of the tooth 10a where the temperature difference has occurred (here, the inner end area and the outer end area). The relationship with the meshing transmission error in each region) was verified. Note that the change in the meshing transmission error (MTE) in FIG. 15 is due to the torque fluctuation, and the meshing transmission error (MTE) increases as the torque increases.
図15に示すように、内端部分の領域では外端部分の領域よりもトルクによる噛み合い伝達誤差(MTE)の変動が大きい。これは、本試験で使用した歯車10,11は、上述のように曲がりばかさ歯車であるため、外端部分によるほど歯の曲げ剛性が高く、その結果、外端部分では噛み合い伝達誤差(MTE)の変動量が少なくなったと考えられる。また、内端部分、外端部分ともに、噛み合い伝達誤差(MTE)の増加にともない温度差も増加している。しかし、同じ噛み合い伝達誤差(MTE)約40secでも、内端部分より外端部分の方が、かかる温度差は大きい。このことより、噛み合い伝達誤差(MTE)の与える影響は、歯面にかかる荷重の変動より、噛み合い領域の歯面上の位置のずれの方が大きいと考えられる。
As shown in FIG. 15, the change in the mesh transmission error (MTE) due to the torque is larger in the region of the inner end portion than in the region of the outer end portion. This is because the
以上の結果より、かかる温度差が発生した歯10aの歯面上の領域(噛み合い領域)が同じ位置(領域)であれば、同時噛み合い枚数毎の領域に分割された歯面温度上昇の分布における隣り合う領域間の温度差と、噛み合い伝達誤差(MTE)との間には高い相関関係があり、従って、この噛み合い伝達誤差(MTE)に基づいて求めることができる噛み合い起振力についても、かかる温度差と高い相関関係がある。 From the above results, if the region (meshing region) on the tooth surface of the tooth 10a where such a temperature difference occurs is the same position (region), in the distribution of the tooth surface temperature increase divided into the region for each simultaneous meshing number. There is a high correlation between the temperature difference between adjacent regions and the mesh transmission error (MTE). Therefore, the mesh excitation force that can be obtained based on this mesh transmission error (MTE) is also required. High correlation with temperature difference.
このように、本発明の第5実施形態としての歯車のラッピング加工方法及び装置によれば、歯車10,11の歯面に荷重がかかることによって、その歯面に塗布された潤滑油が剪断され、その結果、潤滑油が剪断された歯面の温度が上昇するとともに、同時噛み合い枚数が変化することにより、かかる歯面上に塗布された潤滑油の剪断抵抗に変動が生じ、かかる歯面上に温度差(歯面温度上昇の分布)を引き起こすということを利用して、領域間温度差算出工程S31において領域間温度差算出手段47が、隣り合う領域間の温度差を算出するので、この隣り合う領域間の温度差に基づいて、歯車10,11の噛み合い起振力に着目した歯面精度測定を確実に行なうことができ、歯車10,11の歯当たり状態を噛み合い起振力に着目して高精度に把握することができる。
As described above, according to the gear wrapping method and apparatus of the fifth embodiment of the present invention, the load applied to the tooth surfaces of the
また、相対位置算出工程S18aにおいて相対位置算出手段44aにより算出された、かかる温度差と基準データとに基づく最適な相対位置において、ラッピング制御手段46aにより、かかる温度差と基準データとに基づいたラッピングが行なわれるため、1回のラッピングを行なうだけで、歯車10,11を所望の噛み合い起振力の歯車対に高精度に加工することができる。従って、上述したような従来の技術に比べてラッピングにかかる処理時間を格段に短縮することができ、ギアノイズの少ない歯車10,11を高効率に行なうことができる。また、歯当たり状態に基づく噛み合い起振力が正確に反映された隣り合う領域間の温度差に基づいてラッピングを施すため、ラッピング加工によって、歯面がなまってしまうようなことを確実に抑止できる。
In the relative position calculation step S18a, the wrapping
さらに、本実施形態の歯車のラッピング加工方法及び装置によれば、上述の第1実施形態にかかる歯車のラッピング加工方法及び装置と同様の構成(共通部分)により、上述した第1実施形態において、かかる同様の構成により奏する作用効果と同様の作用効果を得ることができる。 Furthermore, according to the gear lapping method and apparatus of the present embodiment, the same configuration (common part) as the gear lapping method and apparatus according to the first embodiment described above, the first embodiment described above, The same effect as the effect produced by such a similar configuration can be obtained.
〔6〕第6実施形態
次に、本発明の第6実施形態について説明すると、図16は本発明の第6実施形態としての歯車のラッピング加工方法を示すフローチャートである。本実施形態の歯車のラッピング加工方法は、上述した第2実施形態の第1実施形態に対する変更と同様に、上記第5実施形態に対して変更されている。つまり、本実施形態の歯車のラッピング加工方法は、上記第5実施形態の歯車のラッピング加工方法とは異なり、フィードバック制御を行なうように構成されている。なお、本実施形態の歯車のラッピング加工方法も上記第5実施形態の歯車のラッピング加工装置と同様のラッピング加工装置により行なわれる。従って、ここでも、上記図13を用いて本実施形態の歯車のラッピング加工方法について説明する。また、図16において図14と同符号のものは同様のものを示し、ここではその詳細な説明を省略する。
[6] Sixth Embodiment Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 16 is a flowchart showing a gear lapping method as a sixth embodiment of the present invention. The gear lapping method according to the present embodiment is modified from the fifth embodiment in the same manner as the modification of the second embodiment described above with respect to the first embodiment. That is, unlike the gear lapping method of the fifth embodiment, the gear lapping method of the present embodiment is configured to perform feedback control. The gear lapping method of the present embodiment is also performed by a lapping apparatus similar to the gear lapping apparatus of the fifth embodiment. Therefore, the gear lapping method according to this embodiment will be described here with reference to FIG. In FIG. 16, the same reference numerals as those in FIG. 14 denote the same elements, and detailed description thereof is omitted here.
つまり、図16に示すように、本実施形態の歯車のラッピング加工方法では、要否判定工程S33において、要否判定手段49aが、歯車10,11のラッピングの必要はないと判定すると処理を終了するが、ここで、歯車10,11のラッピングの必要があると判定すると(要否判定工程S33のYesルート参照)、以降、相対位置算出工程S18aから洗浄工程S22aまでの処理を行ない、さらにその後、潤滑油塗布工程S10にフィードバックして、再度、潤滑油塗布工程S10から要否判定工程S33までの処理を繰り返し行なうようになっている。そして、要否判定工程S33において歯車10,11のラッピングの必要はないと判定されるまでは、上述した処理を繰り返す。
That is, as shown in FIG. 16, in the gear lapping method of the present embodiment, the process ends when the
このように、本発明の第6実施形態としての歯車のラッピング加工方法によれば、上述した第5実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、基準データに対応した、所望の歯当たり状態を有する歯車10,11をより高精度に、かつ、確実に得ることができる。
Thus, according to the gear lapping method as the sixth embodiment of the present invention, the same effect as that of the fifth embodiment described above can be obtained, and a desired tooth contact state corresponding to the reference data can be obtained. The
〔7〕第7実施形態
次に、本発明の第7実施形態について説明すると、図17,図18は本発明の第7実施形態としての歯車のラッピング加工方法及び装置を示すもので、図17はその機能構成を示すブロック図、図18は歯車のラッピング加工方法を示すフローチャートである。なお、図17において、図13と同符号のものは同様のものを示し、図18において、図14と同符号のものは同様のものを示す。
[7] Seventh Embodiment Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. FIGS. 17 and 18 show a gear lapping method and apparatus as a seventh embodiment of the present invention. Is a block diagram showing its functional configuration, and FIG. 18 is a flowchart showing a gear lapping method. In FIG. 17, the same reference numerals as those in FIG. 13 indicate the same elements, and in FIG. 18, the same reference numerals as those in FIG. 14 indicate the same elements.
本実施形態の歯車のラッピング加工方法及び装置は、上述した第3実施形態の第1実施形態に対する変更と同様に、上記第5実施形態に対して変更されている。つまり、図17に示すように、本実施形態の歯車のラッピング加工装置は、上記図13に示す第5実施形態のラッピング加工装置のように、歯面温度差算出手段41をそなえておらず、従って、カメラ制御部32は、歯車回転制御手段35により所定回転数回転された直後にサーモグラフィカメラ30で測定された歯車10の歯面10aの歯面温度の分布データを噛み合い枚数領域分割手段47へ送信するように構成されている。なお、ここでは、サーモグラフィカメラ(歯面温度測定手段)30が、一対の歯車10,11が回転したことにより生じる歯車10の歯面10aの温度上昇の分布を検出する歯面温度上昇検出手段として構成され、ここでは、サーモグラフィカメラ30で測定された所定回転数回転直後の歯面10aの歯面温度の分布データが、歯面温度上昇の分布データとして扱われる。
The gear lapping method and apparatus according to the present embodiment is modified from the fifth embodiment in the same manner as the modification of the third embodiment described above with respect to the first embodiment. That is, as shown in FIG. 17, the gear lapping apparatus of the present embodiment does not include the tooth surface temperature difference calculating means 41 unlike the lapping apparatus of the fifth embodiment shown in FIG. Accordingly, the
そして、噛み合い枚数領域分割手段47は、カメラ制御部32からから直接送信された所定回転数回転直後の歯面10aの歯面温度の分布データ(歯面温度上昇の分布データ)を歯車10の歯10aの歯車11の歯との同時噛み合い枚数(噛み合い枚数状態)毎に分割するようになっている。
次に、本実施形態の歯車のラッピング加工方法について説明すると、図18に示すように、本実施形態の歯車のラッピング加工方法では、上記図14に示す第5実施形態のラッピング加工方法のように、回転前歯面温度測定工程S12及び歯面温度差算出工程S15をそなえず、放射率校正工程S11後に、歯車回転工程S13を実施し、次いで回転後歯面温度測定工程S14を実施する。そして、回転後歯面温度測定工程S14後すぐに噛み合い枚数領域分割工程S30へ移行するようになっている。
Then, the meshing number region dividing means 47 uses the tooth surface temperature distribution data (tooth surface temperature increase distribution data) of the tooth surface 10a immediately after the predetermined rotation speed directly transmitted from the
Next, the gear lapping method of this embodiment will be described. As shown in FIG. 18, the gear lapping method of this embodiment is similar to the lapping method of the fifth embodiment shown in FIG. The gear rotation step S13 is performed after the emissivity calibration step S11 without the pre-rotation tooth surface temperature measurement step S12 and the tooth surface temperature difference calculation step S15, and then the post-rotation tooth surface temperature measurement step S14 is performed. Then, immediately after the post-rotation tooth surface temperature measurement step S14, the process proceeds to the meshing number region dividing step S30.
このように、本発明の第7実施形態としての歯車のラッピング加工方法及び装置によれば、上記第5実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、より高効率に歯車10,11のラッピング加工を実施することができる。
Thus, according to the gear wrapping method and apparatus as the seventh embodiment of the present invention, the same effects as those of the fifth embodiment can be obtained, and the
〔8〕第8実施形態
次に、本発明の第8実施形態について説明すると、図19は本発明の第8実施形態としての歯車のラッピング加工方法を示すフローチャートである。なお、本実施形態の歯車のラッピング加工方法は、上述した第6実施形態の歯車のラッピング加工方法の第5実施形態に対する変更と同様に、上述した第7実施形態の歯車のラッピング加工方法とは異なり、フィードバック制御を行なうように構成されている。
[8] Eighth Embodiment Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. FIG. 19 is a flowchart showing a gear lapping method as an eighth embodiment of the present invention. Note that the gear lapping method of the present embodiment is similar to the gear lapping method of the seventh embodiment described above, as well as the change of the gear lapping method of the sixth embodiment described above to the fifth embodiment. Differently, it is configured to perform feedback control.
つまり、図19に示すように、本実施形態の歯車のラッピング加工方法でも、要否判定工程S33において、要否判定手段49aが、歯車10,11のラッピングの必要はないと判定すると処理を終了するが、ここで、歯車10,11のラッピングの必要があると判定すると(要否判定工程S33のYesルート参照)、以降、相対位置算出工程S18aから洗浄工程S22aまでの処理を行ない、さらにその後、潤滑油塗布工程S10にフィードバックして、再度、潤滑油塗布工程S10から要否判定工程S33までの処理を繰り返し行なうようになっている。そして、要否判定工程S33において歯車10,11のラッピングの必要はないと判定されるまでは、上述した処理を繰り返す。
That is, as shown in FIG. 19, also in the gear lapping method of the present embodiment, the process ends when the necessity determination means 49a determines that the
このように、本発明の第8実施形態としての歯車のラッピング加工方法によれば、上述した第5〜7実施形態と同様の効果を得ることができる。 Thus, according to the gear lapping method as the eighth embodiment of the present invention, the same effects as those of the fifth to seventh embodiments described above can be obtained.
〔9〕その他
以上、本発明の歯車のラッピング加工方法及び装置について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
[9] Others Although the gear lapping method and apparatus of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. be able to.
また、上述した実施形態では、一対の歯車10,11の歯面間にラップ材を供給した上で歯車10,11を回転駆動することにより、ラッピングを施すように構成したが、本発明におけるラッピングを施すためのラッピング手段の構成及びその方法は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、一対の歯車10,11を噛み合わせた状態で、歯車10,11のうち少なくともいずれか一方を任意の方向に摺動及び/又は振動させることにより、ラッピング加工するように構成してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the wrapping material is supplied between the tooth surfaces of the pair of
また、上述した実施形態において、ラップ材供給工程S20(S20a)を実行する前に、歯車10,11に塗布された潤滑油を洗浄する潤滑油洗浄工程を実施するようにしてもよく、この場合、上述した実施形態における洗浄手段を用いてかかる潤滑油洗浄工程を実施してもよい。
Moreover, in embodiment mentioned above, before performing wrap material supply process S20 (S20a), you may make it implement the lubricating oil washing | cleaning process which wash | cleans the lubricating oil applied to the
1 ベース
2,4,6ガイド
3,5,7コラム
3a X方向用モータ
5a Z方向用モータ
7a Y方向用モータ
10,11 歯車
10a 歯面
12,13 軸
14 突起
20 駆動モータ(歯車回転手段)
21 トルク付与モータ
30 サーモグラフィカメラ(歯面温度測定手段)
31 フォトセンサ
32 カメラ制御部
33 ラップ材供給ノズル
34 洗浄手段
35 歯車回転制御手段
40 演算ユニット
41 歯面温度差算出手段
42,42a 基準データ記憶部
43 歯面温度比較手段
43a,49a 要否判定手段
44,44a 相対位置算出手段
45,45a 歯車位置調整制御手段
46,46a ラッピング制御手段
47 噛み合い枚数領域分割手段
48 領域間温度差算出手段
49 温度差比較手段
100 ラッピング加工用台
S10 潤滑油塗布工程
S11 放射率校正工程
S12 回転前歯面温度測定工程
S13 歯車回転工程
S14 回転後歯面温度測定工程
S15 歯面温度差算出工程
S16 歯面温度比較工程
S17,S33 要否判定工程
S18,S18a 相対位置算出工程
S19,S19a 歯車位置調整工程
S20,S20a ラップ材供給工程
S21,S21a 研磨工程
S22,S22a 洗浄工程
S30 噛み合い枚数領域分割工程
S31 領域間温度差算出工程
S32 温度差比較工程
DESCRIPTION OF
21
Claims (20)
上記潤滑油塗布工程後に上記一対の歯車が回転したことにより生じる上記一方の歯車の歯面の温度上昇の分布を検出する歯面温度上昇検出工程と、
上記歯面温度上昇検出工程で検出された歯面温度上昇の分布と、予め設定された上記一方の歯車の歯面温度上昇の分布についての基準データとを比較する歯面温度比較工程と、
上記歯面温度比較工程での比較結果に基づいて、上記一対の歯車の最適な相対位置を算出する相対位置算出工程と、
上記相対位置算出工程で算出された上記最適な相対位置になるように上記一対の歯車の少なくとも一方を位置調整する歯車位置調整工程と、
上記歯車位置調整工程で上記一対の歯車を上記最適な相対位置に位置調整した後、上記歯面温度比較工程での比較結果に基づいて上記一対の歯車のラッピングを行なうラッピング工程とをそなえたことを特徴とする、歯車のラッピング加工方法。 A lubricating oil application step of applying lubricating oil to the tooth surfaces of at least one gear of a pair of gears meshing with each other;
A tooth surface temperature rise detection step of detecting a temperature rise distribution of the tooth surface of the one gear generated by the rotation of the pair of gears after the lubricant application step;
Tooth surface temperature comparison step for comparing the tooth surface temperature increase distribution detected in the tooth surface temperature increase detection step with reference data on the preset tooth surface temperature increase distribution of the one gear.
Based on the comparison result in the tooth surface temperature comparison step, a relative position calculation step for calculating the optimum relative position of the pair of gears;
A gear position adjusting step of adjusting the position of at least one of the pair of gears so as to be the optimal relative position calculated in the relative position calculating step;
And a lapping step for lapping the pair of gears based on the comparison result in the tooth surface temperature comparison step after the pair of gears are adjusted to the optimum relative position in the gear position adjustment step. A gear wrapping method characterized by the above.
上記潤滑油塗布工程後に上記一対の歯車が回転したことにより生じる上記一方の歯車の歯面の温度上昇の分布を検出する歯面温度上昇検出工程と、
上記歯面温度上昇検出工程で検出された上記歯面温度上昇の分布を同時噛み合い枚数毎の領域に分割する噛み合い枚数領域分割工程と、
上記噛み合い枚数領域分割工程で分割された上記歯面温度上昇の分布における隣接する同時噛み合い枚数毎の領域の温度差を算出する領域間温度差算出工程と、
上記領域間温度差算出工程で算出された隣接する同時噛み合い枚数毎の領域の温度差と、予め設定された上記一方の歯車の隣接する同時噛み合い枚数毎の領域の温度差についての基準データとを比較する温度差比較工程と、
上記温度差比較工程での比較結果に基づいて、上記一対の歯車の最適な相対位置を算出する相対位置算出工程と、
上記相対位置算出工程で算出された上記最適な相対位置になるように上記一対の歯車の少なくとも一方を位置調整する歯車位置調整工程と、
上記歯車位置調整工程で上記一対の歯車を上記最適な相対位置に位置調整した後、上記温度差比較工程での比較結果に基づいて上記一対の歯車のラッピングを行なうラッピング工程とをそなえたことを特徴とする、歯車のラッピング加工方法。 A lubricating oil application step of applying lubricating oil to the tooth surfaces of at least one gear of a pair of gears meshing with each other;
A tooth surface temperature rise detection step of detecting a temperature rise distribution of the tooth surface of the one gear generated by the rotation of the pair of gears after the lubricant application step;
A meshing number region dividing step of dividing the tooth surface temperature increase distribution detected in the tooth surface temperature rising detection step into regions for each simultaneous meshing number;
An inter-region temperature difference calculating step of calculating a temperature difference between adjacent adjacent meshing numbers in the distribution of the tooth surface temperature rise divided in the meshing number region dividing step;
The temperature difference of the region for each adjacent simultaneous meshing number calculated in the inter-region temperature difference calculation step and the reference data regarding the temperature difference of the region for each adjacent simultaneous meshing number of the one gear set in advance are set. A temperature difference comparison step to be compared;
Based on the comparison result in the temperature difference comparison step, a relative position calculation step for calculating the optimum relative position of the pair of gears;
A gear position adjusting step of adjusting the position of at least one of the pair of gears so as to be the optimal relative position calculated in the relative position calculating step;
And a lapping step of lapping the pair of gears based on the comparison result in the temperature difference comparison step after the pair of gears are adjusted to the optimum relative position in the gear position adjustment step. A gear wrapping method characterized by the above.
上記潤滑油塗布工程後に上記一対の歯車を回転させる歯車回転工程と、
上記歯車回転工程後に上記一方の歯車の歯面温度の分布を上記歯面温度上昇の分布として測定する回転後歯面温度測定工程とをそなえることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の歯車のラッピング加工方法。 The tooth surface temperature rise detection step
A gear rotation step of rotating the pair of gears after the lubricant application step;
The post-rotation tooth surface temperature measuring step of measuring the tooth surface temperature distribution of the one gear as the distribution of the tooth surface temperature rise after the gear rotation step is provided. The gear lapping method according to claim 1.
上記潤滑油塗布工程後に上記一方の歯車の歯面温度の分布を測定する回転前歯面温度測定工程と、
上記回転前歯面温度測定工程後に上記一対の歯車を回転させる歯車回転工程と、
上記歯車回転工程後に上記一方の歯車の歯面温度の分布を測定する回転後歯面温度測定工程と、
上記回転前歯面温度測定工程で測定された回転前の上記歯面温度の分布と、上記回転後歯面温度測定工程で測定された回転後の上記歯面温度の分布との差である歯面温度差の分布を上記歯面温度上昇の分布として算出する歯面温度差算出工程とをそなえることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の歯車のラッピング加工方法。 The tooth surface temperature rise detection step
A pre-rotation tooth surface temperature measuring step of measuring the tooth surface temperature distribution of the one gear after the lubricating oil application step;
A gear rotation step of rotating the pair of gears after the rotation front tooth surface temperature measurement step;
A post-rotation tooth surface temperature measurement step of measuring the tooth surface temperature distribution of the one gear after the gear rotation step;
Tooth surface that is the difference between the tooth surface temperature distribution before rotation measured in the pre-rotation tooth surface temperature measurement step and the distribution of tooth surface temperature after rotation measured in the post-rotation tooth surface temperature measurement step The gear lapping method according to any one of claims 1 to 4, further comprising a tooth surface temperature difference calculating step of calculating a temperature difference distribution as the tooth surface temperature rise distribution.
上記一対の歯車の間にラップ材を供給するラップ材供給工程と、
上記ラップ材供給工程後に、上記歯面温度比較工程での比較結果に基づいて上記一対の歯車を回転することにより上記一対の歯車のうち少なくともいずれか一方の歯車の歯面を研磨する研磨工程とをそなえることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の歯車のラッピング加工方法。 The lapping process
A wrap material supply step of supplying a wrap material between the pair of gears;
A polishing step of polishing the tooth surfaces of at least one of the pair of gears by rotating the pair of gears based on the comparison result in the tooth surface temperature comparison step after the wrap material supply step; The gear lapping method according to any one of claims 1 to 8, wherein the gear lapping method is provided.
上記要否判定工程で上記ラッピング工程の処理が必要でないと判定されるまで上記潤滑油塗布工程から上記ラッピング工程までの処理を繰り返すことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の歯車のラッピング加工方法。 A necessity determination step for determining whether or not the processing of the wrapping step is necessary based on the comparison result is provided,
The process from the lubricating oil application process to the wrapping process is repeated until it is determined in the necessity determination process that the process of the wrapping process is not necessary, according to any one of claims 1 to 9, Wrapping method of the described gear.
上記歯車回転手段により上記一対の歯車が回転したことにより生じる上記一方の歯車の歯面の温度上昇の分布を検出する歯面温度上昇検出手段と、
上記歯面温度上昇検出手段で検出された歯面温度上昇の分布と、予め設定された上記一方の歯車の歯面温度上昇の分布についての基準データとを比較する歯面温度比較手段と、
上記歯面温度比較手段での比較結果に基づいて、上記一対の歯車の最適な相対位置を算出する相対位置算出手段と、
上記相対位置算出手段で算出された上記最適な相対位置になるように上記一対の歯車の少なくとも一方を位置調整する歯車位置調整手段と、
上記歯車位置調整手段により上記一対の歯車を上記最適な相対位置に位置調整した後、上記歯面温度比較手段での比較結果に基づいて上記一対の歯車のラッピングを行なうラッピング手段とをそなえたことを特徴とする、歯車のラッピング加工装置。 Gear rotating means for rotating a pair of gears meshed with each other, wherein lubricating oil is applied to the tooth surface of at least one gear;
Tooth surface temperature rise detection means for detecting the temperature rise distribution of the tooth surface of the one gear generated by the pair of gears rotated by the gear rotation means;
Tooth surface temperature comparing means for comparing the tooth surface temperature rise distribution detected by the tooth surface temperature rise detecting means with reference data on the preset tooth surface temperature rise distribution of the one gear.
Relative position calculation means for calculating the optimum relative position of the pair of gears based on the comparison result in the tooth surface temperature comparison means;
Gear position adjusting means for adjusting the position of at least one of the pair of gears so as to be the optimum relative position calculated by the relative position calculating means;
Wrapping means for wrapping the pair of gears based on the comparison result of the tooth surface temperature comparing means after the pair of gears are adjusted to the optimum relative position by the gear position adjusting means. A gear lapping apparatus characterized by the above.
上記歯車回転手段により上記一対の歯車が回転したことにより生じる上記一方の歯車の歯面の温度上昇の分布を検出する歯面温度上昇検出手段と、
上記歯面温度上昇検出手段で検出された上記歯面温度上昇の分布を同時噛み合い枚数毎の領域に分割する噛み合い枚数領域分割手段と、
上記噛み合い枚数領域分割手段で分割された上記歯面温度上昇の分布における隣接する同時噛み合い枚数毎の領域の温度差を算出する領域間温度差算出手段と、
上記領域間温度差算出手段で算出された隣接する同時噛み合い枚数毎の領域の温度差と、予め設定された上記一方の歯車の隣接する同時噛み合い枚数毎の領域の温度差についての基準データとを比較する温度差比較手段と、
上記温度差比較手段での比較結果に基づいて、上記一対の歯車の最適な相対位置を算出する相対位置算出手段と、
上記相対位置算出手段で算出された上記最適な相対位置になるように上記一対の歯車の少なくとも一方を位置調整する歯車位置調整手段と、
上記歯車位置調整手段により上記一対の歯車を上記最適な相対位置に位置調整した後、上記歯面温度比較手段での比較結果に基づいて上記一対の歯車のラッピングを行なうラッピング手段とをそなえたことを特徴とする、歯車のラッピング加工装置。 Gear rotating means for rotating a pair of gears meshed with each other, wherein lubricating oil is applied to the tooth surface of at least one gear;
Tooth surface temperature rise detection means for detecting the temperature rise distribution of the tooth surface of the one gear generated by the pair of gears rotated by the gear rotation means;
Meshing number area dividing means for dividing the distribution of the tooth surface temperature rise detected by the tooth surface temperature rise detecting means into areas for each simultaneous meshing number;
An inter-region temperature difference calculating means for calculating a temperature difference between adjacent meshes in the tooth surface temperature increase distribution divided by the meshing number region dividing unit;
The temperature difference of the region for each adjacent simultaneous meshing number calculated by the inter-region temperature difference calculating means, and the reference data regarding the temperature difference of the region for each adjacent simultaneous meshing number of the one gear set in advance A temperature difference comparison means to compare;
Relative position calculation means for calculating the optimum relative position of the pair of gears based on the comparison result in the temperature difference comparison means;
Gear position adjusting means for adjusting the position of at least one of the pair of gears so as to be the optimum relative position calculated by the relative position calculating means;
Wrapping means for wrapping the pair of gears based on the comparison result of the tooth surface temperature comparing means after the pair of gears are adjusted to the optimum relative position by the gear position adjusting means. A gear lapping apparatus characterized by the above.
上記歯車回転手段による上記一対の歯車回転後に上記一方の歯車の歯面温度の分布を上記歯面温度上昇の分布として測定する歯面温度測定手段をそなえて構成されることを特徴とする、請求項11〜14のいずれか1項に記載の歯車のラッピング加工装置。 The tooth surface temperature rise detecting means is
A tooth surface temperature measuring means for measuring the tooth surface temperature distribution of the one gear as the distribution of the tooth surface temperature rise after the pair of gears is rotated by the gear rotating means is provided. Item 15. A gear lapping apparatus according to any one of Items 11 to 14.
上記一方の歯車の歯面の温度を測定する歯面温度測定手段と、
上記歯車回転手段による上記一対の歯車回転前に上記歯面温度測定手段により測定された上記一方の歯車の歯面温度の分布と、上記歯車回転手段による上記一対の歯車回転後に上記歯面温度測定手段により測定された上記一方の歯車の歯面温度の分布との差である歯面温度差の分布を上記歯面温度上昇の分布として算出する歯面温度差算出手段とをそなえて構成されることを特徴とする、請求項11〜14のいずれか1項に記載の歯車のラッピング加工装置。 The tooth surface temperature rise detecting means is
Tooth surface temperature measuring means for measuring the temperature of the tooth surface of the one gear,
The tooth surface temperature distribution measured by the tooth surface temperature measuring means before the pair of gears rotated by the gear rotating means, and the tooth surface temperature measurement after the pair of gears rotated by the gear rotating means. And a tooth surface temperature difference calculating means for calculating a tooth surface temperature difference distribution, which is a difference from the tooth surface temperature distribution of the one gear measured by the means, as the tooth surface temperature rise distribution. The gear lapping apparatus according to any one of claims 11 to 14, wherein the lapping apparatus is a gear.
上記一対の歯車の間にラップ材を供給するラップ材供給手段と、
上記ラップ材供給手段によりラップ材を供給した後に、上記歯面温度比較手段での比較結果に基づいて上記一対の歯車を回転することにより上記一対の歯車のうち少なくともいずれか一方の歯車の歯面を研磨する研磨手段とをそなえて構成されることを特徴とする、請求項11〜18のいずれか1項に記載の歯車のラッピング加工装置。 The wrapping means is
Wrap material supply means for supplying wrap material between the pair of gears;
After the wrap material is supplied by the wrap material supply means, the tooth surfaces of at least one of the pair of gears are rotated by rotating the pair of gears based on the comparison result of the tooth surface temperature comparison means. The gear lapping apparatus according to any one of claims 11 to 18, characterized by comprising polishing means for polishing the gear.
上記要否判定手段で上記ラッピング手段の処理が必要でないと判定されるまで上記潤滑油塗布手段から上記ラッピング手段までの処理を繰り返すことを特徴とする、請求項11〜19のいずれか1項に記載の歯車のラッピング加工装置。 The necessity determination means for determining whether or not the processing of the wrapping means is necessary based on the comparison result is provided,
The process from the lubricating oil applying unit to the wrapping unit is repeated until the necessity determination unit determines that the processing of the wrapping unit is not necessary, according to any one of claims 11 to 19, Wrapping device for gears as described.
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