JPS59164938A - 歯車異常音検出装置 - Google Patents

歯車異常音検出装置

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JPS59164938A
JPS59164938A JP58040324A JP4032483A JPS59164938A JP S59164938 A JPS59164938 A JP S59164938A JP 58040324 A JP58040324 A JP 58040324A JP 4032483 A JP4032483 A JP 4032483A JP S59164938 A JPS59164938 A JP S59164938A
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JP
Japan
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frequency
gear unit
gear
noise
sound pressure
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JP58040324A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Sugimoto
弘 杉本
Koichi Fukada
浩一 深田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は供試歯車である歯車かみ合装置の品質判定を歯
車発生騒音の分析によって行う単車異常音検出装置に関
するものである。　　　　′一般にギアユニットの性能
検定は歯車の効率、変速比、回転数変動、振動騒音等を
測定する事でほぼ完全を期すことができる。しかしこの
発生騒音は上記の効率やその他の機能の測定のみでは騒
音レベルの大小の予測を行う事は困難である。その理由
は発生騒音の大小が工作精度のバラツキ−等予測、ある
いは測定し難い要素の微妙な変化によって大幅に影響さ
れることに基因する。
一般に低騒音のギアユニットは機能的に性能も優れてい
る。しかし機能的に性能が優れたギアユニットが必ずし
も低騒音とは限らない。また高騒音である事は一般的に
短寿命と予測されるので自動車等の大量に生産されるギ
アーボックスでは特にその騒音検定が重要となる。
従来この種の歯車異常音検出装置としては第１図に示す
騒音判定方法が知られている。この第１図に於て１は対
象とする供試ギアユニット、２は前記供試ギアユニット
１を駆動する入力軸駆動用モータ、３は前記供試ギアユ
ニット１の負荷となる出力軸負荷用モータ、４は騒音の
判定を行う試験員である。
周知の如く第１図の方法は最も原始的な１騒音判定方法
で、出力軸負荷用モータ６を供試ギアユニット１の負荷
として適当に与えた状態で速度をさまざまに変化させ、
その時の発生音を熟練した試験員４が傍受して判定して
いた。すなわち、第１図に示す従来の騒音測定方法は個
人の感覚に依存した感応検査方法であり、個人差、健康
状態等で特性がばらつく他認識の再現性に乏しい等の欠
点があった。
第２図は第１図の試験員に代って供試ギアユニット１の
近傍にマイクロホン５を備え、周波数分析装置６によっ
て自動測定をする方法である。そして第３図は上記第２
図の方法にて得られた周波数分析結果の一例を示すデー
タ図で、ｆは周波数、Ｐは発生音の音圧、Ｎは供試ギア
ユニット１０回転速度で表わされ、この第２−の特徴は
測定結果にバラツキが生じない点にある。しかし、一般
に機械装置は運転速度の僅かな変化で発生騒音の周波数
特性が全く変化する事があるので、使用する全速度域に
亘って試験確認を行う必要がある。しかし分析装置のデ
ータ処理速度は人間が耳で聴き総合的に判断する速さに
比し大変に遅いことから量産指向ではないという欠点が
あった。
本発明は上記のような従来の欠点を除去するためになさ
れたもので、試験員による感応検査を避け、かつ自動分
析の処理速度を十分高め、必要とするデータ量を確実容
易に得ることができる歯車異常音検出装置を提供する事
を目的とする。
以下、本発明の一実施例を図について説明する。
第１図ないし第３図と同一の部分は同一の符号を以って
図示した第４図ないし第７図において、第４図は供試ギ
アユニット１の内部を示ず構成図で、９は供試ギアユニ
ット１０入力軸、１０，１１゜１２　、１３ハソレソレ
第１　、　第２．　第３　、　ｍ４ｆ＊車で出力軸１４
に回転力を伝達する。
次に本発明の詳細な説明に入る前に発明の背景をなす理
論的説明について述べる。第４図における第２歯車１１
と第３歯車１２とはシャフトで一体に連結されており、
同−回転速度となる。また第１歯車１０と第２歯車１１
及び第３歯車１２と第４歯車１６とはかみ合って連動し
ている。いま入力軸９がある回転速度Ｎで回転すると、
２ｇ１及び第２歯車１０．１１間のカミ合いから発生す
る騒音は（１）式の周波数で表わすことができる。
ｆ１■＝ａ＊Ｎ＊Ｋｘ　　　　　・・・・・・・・・−
・・・・・（１）ここで、ａは比例定数、Ｋ１は第１歯
車１０の歯数である。
また、第３及び第４歯車１２．１３間のカミ合いから出
る騒音は（２）式で表わされる。
ここで、Ｋ２は第２歯車１１の歯数、Ｋ３は第３歯車１
２の歯数である。
ギアユニットからの発生音はかみ合音の他にベアリング
音等様々であるが、中でもかみ合音の成分が最も多い。
そこで前記ギアユニット１から発生する騒音については
上記ｆ１及びｆ２を監視Ｉ−ておれば実用上十分である
。
上述の結果を第５図を参照し更に詳述する。第５図は第
４図のギアユニットを一定回転数毎にサンプリングして
、その時の発生騒音を周波数分析したデータの例である
。図中、点線１６は（１）式における周波数ｆ１（社）
な、１７は（２）式における周波数ｆ２＠を示している
。ここで、回転数Ｎが増加すると周波数り輪及びｆ２軸
は共に比例的に増加する。
第６図は第５図の夫々の回転速度Ｎに対して周波数ｆ１
特１６及びｆ２（Ｎ）１７に於ける音圧Ｐのサンプリン
グ値をプロットした特性曲線である。
次に第７図は本発明の実施例を示す歯車異常音検出装置
の構成を示すブロック構成図で、２１は可変周波数フィ
ルタを示しノ（ンドノくス特性を有する、２２はＸ−Ｙ
記録計で第６図の周波数ｆ及び回転速度Ｎ対音圧Ｐの特
性を記録する。２６は回転速度入力信号で速度検出器２
６より入力される。
２４は比例演算器、２５は前記比例演算器２４の出力で
司変周波数フィルタ２１０周波数指定信号である。
次に第７図の動作について以下に説明する。図において
、今、供試ギアユニット１に回転駆動が力えられると、
入力軸駆動用モータ２の入力軸速度に比例した信号が速
度検出器２６によって出力され回転速度入力信号２３と
してＸ−Ｙ記録計及び比例演η器２４に与えられる。こ
こで、前記回転速度入力信号２６は比例演算器２４によ
って例えば、ｆｘ（Ｎ）　＝’　ａ　−Ｎ’−Ｋ　　等
の演算が実行され、この演算結果の周波数信号２５によ
ってサンプリング周波数ｆ１特が指定される。
可変周波数フィルタ２１は前記動作指令によって指定さ
れた周波数帯のみを選択的に通過する。
すなわち、供試ギアユニット１０回転数を順次移行させ
ることによってＸ−Ｙ記録計２２には第６図に相当する
周波数ｆ又は回転速度Ｎ対音圧Ｐの音圧特性図を記録す
ることができる。
また、上記実施例は主として量産指向の供試ギアユニッ
ト、例えば自動車用変速機等を想定して説明したが、こ
れに限定することなくギア装置であれば特に用途を限定
するものではない。又ギアユニット等の製品の良、否の
判定以外に運転中のギア設備の劣化判定等にも充分適用
ができる。
以上のように本発明によれば供試ギアユニットから発生
する騒音の周波数成分の内、主たる要素周波数成分につ
いてのみ周波数をサンプリングして音圧の分析を行い、
前記特性試験の結果を自動的、かつ速やかに記録可能と
したので、データ処理の分析２判定時間を極度に短縮す
る事が出来、かつ信頼性の高い判定結果６を得ることが
できる顕著な効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のギアユニット騒音の測定方法を略示した
構成図、第２図は第１図のギアユニット騒音の測定方法
を１部自動化した略示な構成図、第３図は第２図におけ
る測定データ図、第４図は　。 ギアユニットの内部構成図、第５図はギアユニットの騒
音成分分析図、第６図は第５図のデータを一部とり出し
たデータ図、第７図は本発明の一実施例による異常音検
出装置のブロック構成図である。 １・−・供試ギアユニット、　　２・・・入力軸、駆動
用モータ、　　３・・・出力軸負荷用モータ、　　４・
・・試験員、５・・・マイクロホン、　６・・・周波数
分析装置、　９・・・入力軸、　　１０，１１，１２．
１３・・・歯車、１４・・・出力軸、　　１６・・・第
１．第２歯車のかみ合速度周波成分、　　１７・・・第
３．第４歯車のかみ合速度周波成分、　２１・・・可変
周波数フィルタ、２２・・・Ｘ−Ｙ記録計、　２６・・
・回転速度入力信号、２４・・・比例演算器、　　２５
・・・周波数指定信号、２６・・・速度検出器。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　　葛　　野　　信　　−（ほか１名）第２図 ｆ又はＮ 第　７　図 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 １、事件の表示　　　特願昭５８−４０３２４号２、発
明の名称　　歯車異常音検出装置３、補正をする者 名　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者片山仁八
部 ５、補正の対象 （１）明細書の特許請求の範囲の欄 （２）明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）別紙の通り特許請求の範囲を補正する。 （２）明細書第４目第１７行目の［図について説明する
。」とあるのを「第４図乃至第７図について説明する。 」と補正する。 ７、　添付書類の目録 補正後の特許請求の範囲を記載した書面　　１通以上 １１！ 補正後の特許請求の範囲 複数のギアによって構成される供試ギアユニットを入力
軸駆動用モータによって回転駆動し、前記供試ギアユニ
ットに対し出力軸負荷用モータの回転トルクを可変して
前記供試ギアユニットの発生騒音を測定し、該供試ギア
ユニットの良否判定をする歯車異常音検出装置において
、前記供試ギアユニットの発生騒音を検出するマイクロ
ホンと。 前記マイクロホンからの出力信号のうち所要の周波数成
分のみを抽出する可変周波数フィルタと、前記供試ギア
ユニットの回転速度を検出する速度検出器と、前記速度
検出器の出力信号を受けて、抽出すべき周波数を演算す
る比例演算器と、前記比例演算器の出力信号を前記可変
周波数フィルタにサンプリングデータとして入力し、そ
の可変周波数フィルタの出力信号及び前記速度検出器の
出力信号とから回転速度又は発生騒音周波数対音圧等の
特性図を描画せるＸＹ記録計と乞設けたことを特徴とす
る歯車異常音検出装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数のギアによって構成される供試ギアユニットを入力
    軸駆動用モータによって回転駆動し、前記供試ギアユニ
    ットに対し出力軸負荷用モータの回転トルクを可変して
    前記供試ギアユニットの発生騒音を測定し、該供試ギア
    ユニットの良否判定をする歯車異常音検出装置において
    、前記供試ギアユニットの発生騒音を検出するマイクロ
    ホンと、前記マイクロホンからの出力信号のうち所要の
    周波数成分のみを抽出する可変周波数フィルタと、前記
    供試ギアユニットの回転速度を検出する速度検出器と、
    前記速度検出器の出力信号を受けて回転速度９周波数、
    音圧なと相互関係を演算分析する比例演算器と、前記比
    例演算器の出力信号を前記可変周波数フィルタにサンプ
    リングデータとして入力し、その可変周波数フィルタの
    出力信号及び前記速度検出器の出力信号とから回転速度
    又は発生騒音周波数対音圧等の特性図を描画せるＸＹ記
    録Ｗ１とを設けたことを特徴とする歯車異常音検出装置
    。
JP58040324A 1983-03-09 1983-03-09 歯車異常音検出装置 Pending JPS59164938A (ja)

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