JP5330837B2 - 歯車対の設計装置、及び歯車対 - Google Patents
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Description
ここで、以下の説明においては、はすば歯車対の設計を例に説明する。このはすば歯車対の設計に際し、入力部5を通じたオペレータによる入力によって、記憶部7には、例えば、各歯先修正量Tに対して許容される修正量範囲T(r)として2〜10μmが、各歯元修正量Rに対して許容される修正量範囲R(r)として2〜10μmが、各クラウニング修正量Cに対して許容される修正量範囲C(r)として4〜14μmが、各歯筋タオレ修正量Lに対して許容される修正量範囲L(r)として2〜12μmが、各バイアス修正量Bl,Brに対して許容される修正量範囲Bl(r),Br(r)として0〜15μmが、それぞれ設定されている。また、例えば、図18に示すように、仕上げ工法がシェービングである場合において、歯先修正に対して想定される加工誤差範囲Te(r)として−7〜4μmが、歯元修正に対して想定される加工誤差範囲Re(r)として−4〜6μmが、クラウニング修正に対して想定される加工誤差範囲Ce(r)として−3〜3μmが、歯筋タオレ修正に対して想定される加工誤差範囲Le(r)として−5〜5μmが、バイアス修正に対して想定される加工誤差範囲Ble(r),Bre(r)として−8〜8μmが、それぞれ設定されている。また、仕上げ工法がホーニングである場合において、歯先修正に対して想定される加工誤差範囲Te(r)として−5〜2μmが、歯元修正に対して想定される加工誤差範囲Re(r)として−2〜4μmが、クラウニング修正に対して想定される加工誤差範囲Ce(r)として−2〜2μmが、歯筋タオレ修正に対して想定される加工誤差範囲Le(r)として−4〜4μmが、バイアス修正に対して想定される加工誤差範囲Ble(r),Bre(r)として−7〜7μmが、それぞれ設定されている。また、仕上げ工法が歯研である場合において、歯形丸み修正に対して想定される加工誤差範囲FFAe(r)として−1.5〜1.5μmが、圧力角誤差修正に対して想定される加工誤差範囲FAe(r)として−2〜2μmが、クラウニング修正に対して想定される加工誤差範囲Ce(r)として−1〜1μmが、歯筋タオレ修正に対して想定される加工誤差範囲Le(r)として−3〜3μmが、バイアス修正に対して想定される加工誤差範囲Ble(r),Bre(r)として−5〜5μmが、それぞれ設定されている。さらに、静的な組付誤差Misの範囲、及び入力トルクTqの実用範囲として、食違誤差Misdeviの範囲Misdevi(r)=−0.03〜0.17(deg)、Tq(r)=0〜20(kgfm)がそれぞれ設定されている。なお、以下の説明においては、説明を簡略化するため、静的な平行誤差Misinclを所定の固定値(例えば、Misincl=0)とした場合の一例について説明する。
G1=(TDv1=2,RDv1=2,CDv1=4,LDv1=2,BlDv1=0,BrDv1=0,TDv2=2,RDv2=2,CDv2=4,LDv2=2,BlDv2=0,BrDv2=0,TDn1=2,RDn1=2,CDn1=4,LDn1=2,BlDn1=0,BrDn1=0,TDn2=2,RDn2=2,CDn2=4,LDn2=2,BlDn2=0,BrDn2=0)、
G2=(TDv1=3,RDv1=2,CDv1=4,LDv1=2,BlDv1=0,BrDv1=0,TDv2=2,RDv2=2,CDv2=4,LDv2=2,BlDv2=0,BrDv2=0,TDn1=2,RDn1=2,CDn1=4,LDn1=2,BlDn1=0,BrDn1=0,TDn2=2,RDn2=2,CDn2=4,LDn2=2,BlDn2=0,BrDn2=0)、
G3=(TDv1=4,RDv1=2,CDv1=4,LDv1=2,BlDv1=0,BrDv1=0,TDv2=2,RDv2=2,CDv2=4,LDv2=2,BlDv2=0,BrDv2=0,TDn1=2,RDn1=2,CDn1=4,LDn1=2,BlDn1=0,BrDn1=0,TDn2=2,RDn2=2,CDn2=4,LDn2=2,BlDn2=0,BrDn2=0)、・・・、
Gn−1=(TDv1=10,RDv1=10,CDv1=14,LDv1=12,BlDv1=15,BrDv1=15,TDv2=10,RDv2=10,CDv2=14,LDv2=12,BlDv2=15,BrDv2=15,TDn1=10,RDn1=10,CDn1=14,LDn1=12,BlDn1=15,BrDn1=15,TDn2=10,RDn2=10,CDn2=14,LDn2=12,BlDn2=15,BrDn2=14)、
Gn=(TDv1=10,RDv1=10,CDv1=14,LDv1=12,BlDv1=15,BrDv1=15,TDv2=10,RDv2=10,CDv2=14,LDv2=12,BlDv2=15,BrDv2=15,TDn1=10,RDn1=10,CDn1=14,LDn1=12,BlDn1=15,BrDn1=15,TDn2=10,RDn2=10,CDn2=14,LDn2=12,BlDn2=15,BrDn2=15)
を設定する。
Ge1=(TeDv1=−7,ReDv1=−4,CeDv1=−3,LeDv1=−5,BleDv1=−8,BreDv1=−8,TeDv2=−7,ReDv2=−4,CeDv2=−3,LeDv2=−5,BleDv2=−8,BreDv2=−8,TeDn1=−7,ReDn1=−4,CeDn1=−3,LeDn1=−5,BleDn1=−8,BreDn1=−8,TeDn2=−7,ReDn2=−4,CeDn2=−3,LeDn2=−5,BleDn2=−8,BreDn2=−8)、
Ge2=(TeDv1=−6,ReDv1=−4,CeDv1=−3,LeDv1=−5,BleDv1=−8,BreDv1=−8,TeDv2=−7,ReDv2=−4,CeDv2=−3,LeDv2=−5,BleDv2=−8,BreDv2=−8,TeDn1=−7,ReDn1=−4,CeDn1=−3,LeDn1=−5,BleDn1=−8,BreDn1=−8,TeDn2=−7,ReDn2=−4,CeDn2=−3,LeDn2=−5,BleDn2=−8,BreDn2=−8)、
Ge3=(TeDv1=−5,ReDv1=−4,CeDv1=−3,LeDv1=−5,BleDv1=−8,BreDv1=−8,TeDv2=−7,ReDv2=−4,CeDv2=−3,LeDv2=−5,BleDv2=−8,BreDv2=−8,TeDn1=−7,ReDn1=−4,CeDn1=−3,LeDn1=−5,BleDn1=−8,BreDn1=−8,TeDn2=−7,ReDn2=−4,CeDn2=−3,LeDn2=−5,BleDn2=−8,BreDn2=−8)、・・・、
Gem−1=(TeDv1=4,ReDv1=6,CeDv1=3,LeDv1=5,BleDv1=8,BreDv1=8,TeDv2=4,ReDv2=6,CeDv2=3,LeDv2=5,BleDv2=8,BreDv2=8,TeDn1=4,ReDn1=6,CeDn1=3,LeDn1=5,BleDn1=8,BreDn1=8,TeDn2=4,ReDn2=6,CeDn2=3,LeDn2=5,BleDn2=8,BreDn2=7)、
Gem=(TeDv1=4,ReDv1=6,CeDv1=3,LeDv1=5,BleDv1=8,BreDv1=8,TeDv2=4,ReDv2=6,CeDv2=3,LeDv2=5,BleDv2=8,BreDv2=8,TeDn1=4,ReDn1=6,CeDn1=3,LeDn1=5,BleDn1=8,BreDn1=8,TeDn2=4,ReDn2=6,CeDn2=3,LeDn2=5,BleDn2=8,BreDn2=8)
を設定する。
PDv1(0,0)=TDv1+CDv1+LDv1/2−BlDv1/2+TeDv1+CeDv1+LeDv1/2−BleDv1/2
PDv1(0,1)=TDv1+TeDv1
PDv1(0,2)=TDv1+CDv1−LDv1/2+BrDv1/2+TeDv1+CeDv1−LeDv1/2+BreDv1/2
PDv1(1,0)=CDv1+LDv1/2+CeDv1+LeDv1/2
PDv1(1,1)=0
PDv1(1,2)=CDv1−LDv1/2+CeDv1−LeDv1/2
PDv1(2,0)=RDv1+CDv1+LDv1/2+BlDv1/2+ReDv1+CeDv1+LeDv1/2+BleDv1/2
PDv1(2,1)=RDv1+ReDv1
PDv1(2,2)=RDv1+CDv1−LDv1/2−BreDv1/2+ReDv1+CeDv1−LeDv1/2−BreDv1/2
となる。
PDv2(0,0)=TDv2+CDv2+LDv2/2−BlDv2/2+TeDv2+CeDv2+LeDv2/2−BleDv2/2
PDv2(0,1)=TDv2+TeDv2
PDv2(0,2)=TDv2+CDv2−LDv2/2+BrDv2/2+TeDv2+CeDv2−LeDv2/2+BreDv2/2
PDv2(1,0)=CDv2+LDv2/2+CeDv2+LeDv2/2
PDv2(1,1)=0
PDv2(1,2)=CDv2−LDv2/2+CeDv2−LeDv2/2
PDv2(2,0)=RDv2+CDv2+LDv2/2+BlDv2/2+ReDv2+CeDv2+LeDv2/2+BleDv2/2
PDv2(2,1)=RDv2+ReDv2
PDv2(2,2)=RDv2+CDv2−LDv2/2−BreDv2/2+ReDv2+CeDv2−LeDv2/2−BreDv2/2
となる。
PDn1(0,0)=TDn1+CDn1−LDn1/2+BlDn1/2+TeDn1+CeDn1−LeDn1/2+BleDn1/2
PDn1(0,1)=TDn1+TeDn1
PDn1(0,2)=TDn1+CDn1+LDn1/2−BrDn1/2+TeDn1+CeDn1+LeDn1/2−BreDn1/2
PDn1(1,0)=CDn1−LDn1/2+CeDn1−LeDn1/2
PDn1(1,1)=0
PDn1(1,2)=CDn1+LDn1/2+CeDn1+LeDn1/2
PDn1(2,0)=RDn1+CDn1−LDn1/2−BlDn1/2+ReDn1+CeDn1−LeDn1/2−BleDn1/2
PDn1(2,1)=RDn1+ReDn1
PDn1(2,2)=RDn1+CDn1+LDn1/2+BrDn1/2+ReDn1+CeDn1+LeDn1/2+BreDn1/2
となる。
PDn2(0,0)=TDn2+CDn2−LDn2/2+BlDn2/2+TeDn2+CeDn2−LeDn2/2+BleDn2/2
PDn2(0,1)=TDn2+TeDn2
PDn2(0,2)=TDn2+CDn2+LDn2/2−BrDn2/2+TeDn2+CeDn2+LeDn2/2−BreDn2/2
PDn2(1,0)=CDn2−LDn2/2+CeDn2−LeDn2/2
PDn2(1,1)=0
PDn2(1,2)=CDn2+LDn2/2+CeDn2+LeDn2/2
PDn2(2,0)=RDn2+CDn2−LDn2/2−BlDn2/2+ReDn2+CeDn2−LeDn2/2−BleDn2/2
PDn2(2,1)=RDn2+ReDn2
PDn2(2,2)=RDn2+CDn2+LDn2/2+BrDn2/2+ReDn2+CeDn2+LeDn2/2+BreDn2/2
となる。
Gc1=(Misdevi=−0.03,Misincl=0,Ddevi(Tq=0),Dincl(Tq=0))、
Gc2=(Misdevi=−0.01,Misincl=0,Ddevi(Tq=0),Dincl(Tq=0))、
Gc3=(Misdevi=0.01,Misincl=0,Ddevi(Tq=0),Dincl(Tq=0))、・・・、
Gcl−1=(Misdevi=0.17,Misincl=0,Ddevi(Tq=58.8),Dincl(Tq=18.8))、
Gcl=(Misdevi=0.17,Misincl=0,Ddevi(Tq=60),Dincl(Tq=20))
を設定する。
HukaSoutaiData(i,j)=DriveData(i,j)+DrivenData(7-1-i,j)+EASSY …(2)
ここで、(2)式において、EASSYは静的な食違誤差Misdevi及び平行誤差MisinclとトルクTq(すなわち、動的な食違誤差Ddevi(Tq)及び平行誤差Dincl(Tq))から算出される歯筋タオレ量であり、例えば、以下の(3)式を用いて算出される。
EASSY=(Ddevi(Tq)+Misdevi+(Dincl(Tq)+Misincl)
×tanαbs)×B …(3)
ここで、(3)式中のBは、噛み合い歯幅(図10,11参照)である。また、(3)式中のαbsは、圧力角αnをギヤ中心間距離、歯数、及び、モジュール等で補正して求まる正面噛み合い圧力角である。
5 … 入力部
6 … 演算部(歯面修正量群設定手段、歯面誤差情報演算手段、伝達誤差量演算手段、歯面修正量群抽出手段、組付誤差量演算手段)
7 … 記憶部
8 … 出力部
100 … 歯車対
101 … 駆動歯車(駆動ギヤ)
102 … 被動歯車(被動ギヤ)
Claims (3)
- 互いに噛み合う駆動歯車及び被動歯車の基本諸元により設定される各基準歯面に対して複数項目の歯面修正量を付与することで歯車対の加工に供する最終的な設計歯面修正量を設定する歯車対の設計装置であって、
上記各歯面修正量をそれぞれ変化させた値の組み合わせからなる歯面修正量群を仕上げ工法毎に複数パターン設定する歯面修正量群設定手段と、
上記基準歯面に上記各歯面修正量を付与して歯面加工を行った際に設定加工誤差範囲内で製造され得る複数パターンの歯車対を上記歯面修正量群毎にシミュレーションし、当該各歯車対における駆動歯車の上記基準歯面に対する歯面誤差分布情報と被動歯車の上記基準歯面に対する歯面誤差分布情報とをそれぞれ演算する歯面誤差情報演算手段と、
歯車対に付与したトルクに応じて発生する動的な組付誤差量を上記駆動歯車及び上記被動歯車の変位量に基づいて所定トルク毎に演算する組付誤差量演算手段と、
上記歯面修正量群毎に上記設定加工誤差範囲内でシミュレーションされた全ての上記歯車対について、上記組付誤差量をパラメータとして含む複数パターンの噛み合い条件で上記駆動歯車と上記被動歯車とを噛み合わせたときの各伝達誤差量を、対応する上記各歯面誤差分布情報に基づいてそれぞれ演算する伝達誤差量演算手段と、
演算した各伝達誤差量が設定条件を満たす上記歯面修正量群が存在する場合に、当該歯面修正量群の中から予め設定された優先順位に基づいて最良の仕上げ工法及び歯面修正量群を抽出する歯面修正量群抽出手段と、を備えたことを特徴とする歯車対の設計装置。 - 上記組付誤差量演算手段は、上記歯車対にトルクを付与したときの、駆動歯車軸を中心とする同心円上の対象位置4点での上記駆動歯車の各変位量と、被動歯車軸を中心とする同心円上の対象位置4点での上記被動歯車の各変位量とに基づいて、上記各歯車軸の食違方向の組付誤差量である食違誤差量と、上記各歯車軸の平行方向の組付誤差量である平行誤差量とを演算することを特徴とする請求項1記載の歯車対の設計装置。
- 請求項1記載の歯車対の設計装置で抽出した最良の歯面修正量群に基づいて駆動歯車及び被動歯車の歯面加工を行ったことを特徴とする歯車対。
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