JPS59178357A - 歯車の異常音検出装置 - Google Patents
歯車の異常音検出装置Info
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- JPS59178357A JPS59178357A JP58055602A JP5560283A JPS59178357A JP S59178357 A JPS59178357 A JP S59178357A JP 58055602 A JP58055602 A JP 58055602A JP 5560283 A JP5560283 A JP 5560283A JP S59178357 A JPS59178357 A JP S59178357A
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- JP
- Japan
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- noise
- gear
- sound pressure
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- extraordinary
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
- G01H3/04—Frequency
- G01H3/08—Analysing frequencies present in complex vibrations, e.g. comparing harmonics present
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01M13/028—Acoustic or vibration analysis
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は歯車かみ合い時の発生騒音を周波数分析し歯車
の歯の欠損、疵等を監視する歯車の異常音検出装置に関
する。
の歯の欠損、疵等を監視する歯車の異常音検出装置に関
する。
従来、この種、歯車の異常音検出装置としては第１図に
示す方式が知られている。図において、１は被試験対象
ギヤユニットで回転駆動力を与える入力軸駆動モータ２
と前記被試験対象ギヤユニット１に負荷を与える出力軸
負荷モーフ３とが夫々同一軸にて結合されている。４は
前記被試験対象ギヤユニット１０発生騒音を検出するマ
イクロホン、５は周波数分析装置である。
示す方式が知られている。図において、１は被試験対象
ギヤユニットで回転駆動力を与える入力軸駆動モータ２
と前記被試験対象ギヤユニット１に負荷を与える出力軸
負荷モーフ３とが夫々同一軸にて結合されている。４は
前記被試験対象ギヤユニット１０発生騒音を検出するマ
イクロホン、５は周波数分析装置である。
次に、第１図の動作について説明する。被試験対象ギヤ
ユニット１と入力軸駆動モータ２、及び出力軸負荷モー
フ３は互いに同一軸にて連結されており、適当な負荷を
掛けた状態で回転速度を種々に変化させ全速度範囲に亘
って周波数分析器５により周波数分析を行う。上記の運
転結果得られろ周波数分析データの一例を第２図に示す
。第２図は横軸に周波数ｆをとり縦軸に周波数成分の音
圧ｐをとった特性図で、入力軸ルス動モータ２の回転速
度Ｎがある一定値である時に、所定時間内に取り込まれ
た検出音を周波数分析してプロットしたものである。上
記のデータは一般的には第２図に示す如く歯の噛み合い
によって生ずる騒音の噛み合い基本波周波数ｆ。を基本
波として、その整数倍の周波数にピーク音圧を認めるの
が普通である。従って正常な状態における被試験対象ギ
ヤユニット１かも抽出した基準テークと供試ギヤユニッ
トの検出音とを比較することによって異常の推定が可能
となる。
ユニット１と入力軸駆動モータ２、及び出力軸負荷モー
フ３は互いに同一軸にて連結されており、適当な負荷を
掛けた状態で回転速度を種々に変化させ全速度範囲に亘
って周波数分析器５により周波数分析を行う。上記の運
転結果得られろ周波数分析データの一例を第２図に示す
。第２図は横軸に周波数ｆをとり縦軸に周波数成分の音
圧ｐをとった特性図で、入力軸ルス動モータ２の回転速
度Ｎがある一定値である時に、所定時間内に取り込まれ
た検出音を周波数分析してプロットしたものである。上
記のデータは一般的には第２図に示す如く歯の噛み合い
によって生ずる騒音の噛み合い基本波周波数ｆ。を基本
波として、その整数倍の周波数にピーク音圧を認めるの
が普通である。従って正常な状態における被試験対象ギ
ヤユニット１かも抽出した基準テークと供試ギヤユニッ
トの検出音とを比較することによって異常の推定が可能
となる。
また、ギヤユニットの代表的異常音の一つにギヤの歯面
欠損がある。この歯面欠損歯車が他の歯車の歯面と噛み
合うと当然異常音が発生′ｆるが、その異常音発生の周
期は歯車の回転速度をＮ（ｒｐｍ ）とすると１／Ｎ（
秒）となる。その時の異常音の発生音圧レベルは第３四
回に図示の如く１／Ｎ（秒）毎に音圧のピーク値が現わ
れる。また、前記音圧のピーク値の幅は欠損歯面が噛み
合っている間のみ発生することから歯車の歯数をＮＧと
し１こ場合には１ ／Ｎ Ｘ １ ／ＮＧ（秒）となる
。更忙ギヤの噛み合いによる騒音の基本波周波数ｆｏは
Ｎ Ｘ ＮＧ（Ｈｚ）となり、欠損歯面が噛み合ってい
る時は噛み合い騒音の基本波周波数ｆｏが微妙な変動を
示す。これは欠損歯面と相手歯面とが噛み合う時のタイ
ミングが正常時に比し時間的に異っていることに起因す
るもので、上記の一例を第３図（Ｂ）に示した。この第
３図ｆＡｌ 、 （（２）の状態は両方共同時に生ずる
こともあれば片方しか生じないことも有り、歯面の欠損
状態によって発生モードを異にする。
欠損がある。この歯面欠損歯車が他の歯車の歯面と噛み
合うと当然異常音が発生′ｆるが、その異常音発生の周
期は歯車の回転速度をＮ（ｒｐｍ ）とすると１／Ｎ（
秒）となる。その時の異常音の発生音圧レベルは第３四
回に図示の如く１／Ｎ（秒）毎に音圧のピーク値が現わ
れる。また、前記音圧のピーク値の幅は欠損歯面が噛み
合っている間のみ発生することから歯車の歯数をＮＧと
し１こ場合には１ ／Ｎ Ｘ １ ／ＮＧ（秒）となる
。更忙ギヤの噛み合いによる騒音の基本波周波数ｆｏは
Ｎ Ｘ ＮＧ（Ｈｚ）となり、欠損歯面が噛み合ってい
る時は噛み合い騒音の基本波周波数ｆｏが微妙な変動を
示す。これは欠損歯面と相手歯面とが噛み合う時のタイ
ミングが正常時に比し時間的に異っていることに起因す
るもので、上記の一例を第３図（Ｂ）に示した。この第
３図ｆＡｌ 、 （（２）の状態は両方共同時に生ずる
こともあれば片方しか生じないことも有り、歯面の欠損
状態によって発生モードを異にする。
従来の歯車の異常音検出装置は上述の様に所定時間音圧
データの取り込みを行いこれを周波数分析する方式であ
ったため、間欠的に発生する異常音の場合には取り落す
危険があり、また、仮に取り込んだとしても異常音の発
生時間が短い場合には周波数分析を実施しても異常騒音
の分析データが現れにくいという欠点があった。また、
データの取り込み時間を長（すると周波数分析データは
音圧の変動に対して平均化された値となり異常現象が小
さくなって発見しにくいという欠点があつプこ。
データの取り込みを行いこれを周波数分析する方式であ
ったため、間欠的に発生する異常音の場合には取り落す
危険があり、また、仮に取り込んだとしても異常音の発
生時間が短い場合には周波数分析を実施しても異常騒音
の分析データが現れにくいという欠点があった。また、
データの取り込み時間を長（すると周波数分析データは
音圧の変動に対して平均化された値となり異常現象が小
さくなって発見しにくいという欠点があつプこ。
本発明は上記の様な従来のものの欠点を除去するために
なされたもので、被試験対象ギヤユニットの異常音発生
の状態が周期的、かつ間欠的に極く短時間だけ発生する
場合を考慮し音圧レベルのパルス的変化のみを連続的に
取り込み周波数分析を行うことによって、監視すべき周
波数のみを記録若くは計数する様にした歯車の異常音検
出装置な提供ｊること’＆目的とづ−る。
なされたもので、被試験対象ギヤユニットの異常音発生
の状態が周期的、かつ間欠的に極く短時間だけ発生する
場合を考慮し音圧レベルのパルス的変化のみを連続的に
取り込み周波数分析を行うことによって、監視すべき周
波数のみを記録若くは計数する様にした歯車の異常音検
出装置な提供ｊること’＆目的とづ−る。
以下、本発明の一実施例を図について説明する。
図中第１図と同一の部分は同一の符号をもって図示した
第４図において、３２はマイクロホン４の出力信号を受
信するバンドパスフィルタ、３３は音圧レベル検出用整
流器で前記バンドパスフィルタ３２の特定周波数成分を
整流し、音圧レベルの変化分を検出１−るための後段の
微分器３４に与える。３５は波形整形器、３６はパルス
カウンタである。
第４図において、３２はマイクロホン４の出力信号を受
信するバンドパスフィルタ、３３は音圧レベル検出用整
流器で前記バンドパスフィルタ３２の特定周波数成分を
整流し、音圧レベルの変化分を検出１−るための後段の
微分器３４に与える。３５は波形整形器、３６はパルス
カウンタである。
この様に構成された本発明においてその動作乞以下に説
明する。第４図−の状態におし・て、今、板試験対象ギ
ヤユニット１に歯面の欠損があると、マイクロホン４よ
り収集された検出騒音は周期的あるいは間欠的に音圧変
動、または周波数変動として異常ピーク値特性を示す。
明する。第４図−の状態におし・て、今、板試験対象ギ
ヤユニット１に歯面の欠損があると、マイクロホン４よ
り収集された検出騒音は周期的あるいは間欠的に音圧変
動、または周波数変動として異常ピーク値特性を示す。
上記の異常ピーク値特性信号は次のバンドパスフィルタ
３２によって監視すべき特定周波数帯の選択、すなわち
ギヤの噛み合いによる騒音の基本波周波数ｆｏを抽出し
た後、音圧レベル検出用整流器３３に伝送され音圧レベ
ルに比例した直流出力電圧を得る。上記直流出力電圧信
号はその信号内に間欠異常音による突出音成分が含まれ
ているので、次には上記直流出力電圧信号を微分器３４
を介すことによって音圧レベルの急峻な変化分、すなわ
ち間欠的に発生する異常音の音圧レベル相当分のみを取
り出すことになる。勿論ギアの噛み合いによる騒音の基
本波周波数ｆｏが変動している場合でもバンドパスフィ
ルタ３２の通過後は音圧レベル変動となる。
３２によって監視すべき特定周波数帯の選択、すなわち
ギヤの噛み合いによる騒音の基本波周波数ｆｏを抽出し
た後、音圧レベル検出用整流器３３に伝送され音圧レベ
ルに比例した直流出力電圧を得る。上記直流出力電圧信
号はその信号内に間欠異常音による突出音成分が含まれ
ているので、次には上記直流出力電圧信号を微分器３４
を介すことによって音圧レベルの急峻な変化分、すなわ
ち間欠的に発生する異常音の音圧レベル相当分のみを取
り出すことになる。勿論ギアの噛み合いによる騒音の基
本波周波数ｆｏが変動している場合でもバンドパスフィ
ルタ３２の通過後は音圧レベル変動となる。
次に、上記微分器３４の出力信号を波形成形器３５によ
ってパルス変換しパルスカウンタ３６に入力して出力パ
ルス数を計数することにより間欠的異常世の発生状況を
定員的に把握しかつ判断して歯面の欠損を監視する。
ってパルス変換しパルスカウンタ３６に入力して出力パ
ルス数を計数することにより間欠的異常世の発生状況を
定員的に把握しかつ判断して歯面の欠損を監視する。
また、第５図は他の実施泗を示したものでマイクロホン
４によって収集されたギアの発生騒音をディジクル周波
数分析器４２に取り込みその周波数分析結果を後段のデ
ータ監視用計算機４３に転送することにより、上述のギ
アの噛み合いによる騒音の基本波周波ｅｆｏと区分して
歯の欠損を自動的に監視するものである。第６図は第５
図の動作説明フローチャート図である。
４によって収集されたギアの発生騒音をディジクル周波
数分析器４２に取り込みその周波数分析結果を後段のデ
ータ監視用計算機４３に転送することにより、上述のギ
アの噛み合いによる騒音の基本波周波ｅｆｏと区分して
歯の欠損を自動的に監視するものである。第６図は第５
図の動作説明フローチャート図である。
以上の様に本発明によれば被試験対象ギヤユニットから
発生する騒音の間欠的異常音の突出がある場合に、前記
突出音をパルス変換して計数づ−る様にしたのでギア噛
み合い騒音の基不波周波数ｆ。
発生する騒音の間欠的異常音の突出がある場合に、前記
突出音をパルス変換して計数づ−る様にしたのでギア噛
み合い騒音の基不波周波数ｆ。
と明確に区分することができ、歯面欠損の監視を確実か
つ高い信頼度を以って行い得る優れた効果がある。
つ高い信頼度を以って行い得る優れた効果がある。
巣１図は従来のギヤユニット騒音試験装置の概念図、第
２図は従来の騒音分析結果の一例、第３図は西面に欠損
があるギアユニットの特性データ例、第４図は本発明の
一実施例を示Ｙｍ車の異常音検出装置のブロック構成図
、第５図は本発明の他の実施例、第６図は第５図の動作
フローチャート図である。 １・・・被試験対象ギヤユニット、２・・・入力軸駆動
モーフ、３・・・出力軸負荷モータ、４・・・マイクロ
ホン、５・・・周波数分析器、３２・−・バンドパスフ
ィルタ、３３・・・音圧レベル検出用整流器、３４・・
・微分器、３５・・・波形整形器、３６・・・パルスカ
ウンタ、４２・・・ディジクル周波数分析器、４３・・
・データ監視用計算機。 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 ３ 図 第 ５ 図 第 ６ 図
２図は従来の騒音分析結果の一例、第３図は西面に欠損
があるギアユニットの特性データ例、第４図は本発明の
一実施例を示Ｙｍ車の異常音検出装置のブロック構成図
、第５図は本発明の他の実施例、第６図は第５図の動作
フローチャート図である。 １・・・被試験対象ギヤユニット、２・・・入力軸駆動
モーフ、３・・・出力軸負荷モータ、４・・・マイクロ
ホン、５・・・周波数分析器、３２・−・バンドパスフ
ィルタ、３３・・・音圧レベル検出用整流器、３４・・
・微分器、３５・・・波形整形器、３６・・・パルスカ
ウンタ、４２・・・ディジクル周波数分析器、４３・・
・データ監視用計算機。 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 ３ 図 第 ５ 図 第 ６ 図
Claims (2)
- （１）複数歯車の噛み合い構造からなるギヤユニットの
発生騒音をマイクロホンによって収集し、前記収集した
騒音を周波数分析し、その分析結果を観察して前記ギヤ
ユニットの良否の判定を行う歯車の異常音検出装置にお
いて、前記ギヤユニットの歯の欠損等に起因して間欠的
に発生′ｆ７８異常騒音をバンドパスフィルタを介して
抽出し、特定周波数のみをパルス波形に変換して計数す
るようにしたことを特徴とする歯車の異常音検出装置。 - （２）前記マイクロホンによって収集された発生騒音の
間欠的異常騒音の振幅、あるいは騒音スペクトルの急変
なディジタル周波数変換器に導入し特定の監視対象周波
数のみを抽出するようにしたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の歯車の異常音検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58055602A JPS59178357A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 歯車の異常音検出装置 |
| US06/593,836 US4550603A (en) | 1983-03-29 | 1984-03-27 | Abnormal noise detector for use in the inspection of gear units |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58055602A JPS59178357A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 歯車の異常音検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59178357A true JPS59178357A (ja) | 1984-10-09 |
Family
ID=13003320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58055602A Pending JPS59178357A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 歯車の異常音検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4550603A (ja) |
| JP (1) | JPS59178357A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63226800A (ja) * | 1987-03-16 | 1988-09-21 | シャープ株式会社 | 据付機器 |
| DE102010024794A1 (de) * | 2010-06-23 | 2011-12-29 | SMR Patents S.à.r.l. | Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle von Rastverbindungen |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5328460A (en) * | 1991-06-21 | 1994-07-12 | Pacesetter Infusion, Ltd. | Implantable medication infusion pump including self-contained acoustic fault detection apparatus |
| DE19531402C2 (de) * | 1995-08-26 | 1999-04-01 | Mannesmann Sachs Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Beeinflussen von Schwingungen in einem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs und Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen von Defekten an einem Kraftfahrzeug |
| US5804726A (en) * | 1995-10-16 | 1998-09-08 | Mtd Products Inc. | Acoustic signature analysis for a noisy enviroment |
| SE510450C2 (sv) * | 1996-03-11 | 1999-05-25 | Abb Research Ltd | Förfarande för övervakning av lindningskopplare genom ljudanalys |
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| US6072388A (en) * | 1998-12-22 | 2000-06-06 | Meritor Heavy Vehicle Systems Llc | Driveline sound monitor |
| FI108755B (fi) * | 1999-07-07 | 2002-03-15 | Metso Paper Automation Oy | Menetelmä kunnon valvomiseksi laitteissa |
| JP4174386B2 (ja) * | 2003-08-04 | 2008-10-29 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の始動装置 |
| DE102005040192A1 (de) * | 2005-08-25 | 2007-03-01 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Quietschgeräuschen |
| US8326582B2 (en) * | 2008-12-18 | 2012-12-04 | International Electronic Machines Corporation | Acoustic-based rotating component analysis |
| DE102015101972A1 (de) * | 2015-02-11 | 2016-08-11 | Wittenstein Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Einrichtung eines Antriebs |
| DE112017001631T5 (de) * | 2016-03-30 | 2018-12-13 | Ntn Corporation | Zustandsüberwachungssystem eines Getriebes und Zustandsüberwachungsverfahren |
| US10266278B2 (en) | 2016-10-11 | 2019-04-23 | Unison Industries, Llc | Starter issue detection |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US2340714A (en) * | 1941-01-04 | 1944-02-01 | Socony Vacuum Oil Co Inc | Method and apparatus for sound analysis |
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| JPS5631327A (en) * | 1979-08-24 | 1981-03-30 | Hitachi Ltd | Method of diagnosing vibration of rotary machine |
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| US4488240A (en) * | 1982-02-01 | 1984-12-11 | Becton, Dickinson And Company | Vibration monitoring system for aircraft engines |
| US4429578A (en) * | 1982-03-22 | 1984-02-07 | General Electric Company | Acoustical defect detection system |
| US4514797A (en) * | 1982-09-03 | 1985-04-30 | Gte Valeron Corporation | Worn tool detector utilizing normalized vibration signals |
-
1983
- 1983-03-29 JP JP58055602A patent/JPS59178357A/ja active Pending
-
1984
- 1984-03-27 US US06/593,836 patent/US4550603A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63226800A (ja) * | 1987-03-16 | 1988-09-21 | シャープ株式会社 | 据付機器 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4550603A (en) | 1985-11-05 |
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|---|---|---|
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