JPS63180766A - Profile modified gear - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/08—Profiling
- F16H55/0886—Profiling with corrections along the width, e.g. flank width crowning for better load distribution
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/08—Profiling
- F16H55/088—Profiling with corrections on tip or foot of the teeth, e.g. addendum relief for better approach contact
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はインボリュート歯車に係り、特にインボリュー
ト歯形を成す基準歯面に修正を加えた歯形修正歯車に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD The present invention relates to an involute gear, and more particularly to a tooth profile correction gear in which a reference tooth surface forming an involute tooth profile is modified.
従来技術
駆動軸から従動輪への動力伝達手段としてインボリュー
ト歯車が多用されているが、噛合い誤差を小さくして歯
車騒音を低減するために、インボリュート歯形を成す基
準歯面に微小な修正を加えて使用されることがある。す
なわち、歯車騒音が最も小さくなる圧力角修正量および
捩れ角修正量を求め、それ等を上記基準歯面に与えて歯
形を修正するのである。なお、上記圧力角修正量は、概
念的には第８図のｆａｌに示されているように、破線で
示されている基準歯面１０に対して実線で示されている
修正歯面１２の歯タケ方向における修正量Ｐで表され、
更に具体的に説明すると、第１０図において実線で示さ
れている歯形測定機で測定した実際の歯形と、破線で示
されている無修正歯形との比較において、検査範囲内で
の平均線の傾きの尺度として表される。また、捩れ角修
正量は、第８図の（ｂ）に示されているように基準歯面
１０に対する修正歯面１２の歯幅方向における修正量Ｓ
で表される。Conventional technology Involute gears are often used as a means of transmitting power from the drive shaft to the driven wheels, but in order to reduce meshing error and reduce gear noise, small modifications are made to the reference tooth surface that forms the involute tooth profile. It is sometimes used. That is, the pressure angle correction amount and torsion angle correction amount that minimize gear noise are determined, and these are applied to the reference tooth surface to correct the tooth profile. Note that the above pressure angle correction amount is conceptually the difference between the modified tooth surface 12 shown by a solid line and the reference tooth surface 10 shown by a broken line, as shown in fal in FIG. It is expressed as the amount of correction P in the direction of tooth thickness,
To explain more specifically, in comparing the actual tooth profile measured with a tooth profile measuring machine, shown by the solid line in Fig. 10, and the uncorrected tooth profile, shown by the broken line, the average line within the inspection range is Expressed as a measure of slope. The helix angle correction amount is the correction amount S in the tooth width direction of the modified tooth surface 12 with respect to the reference tooth surface 10, as shown in FIG. 8(b).
It is expressed as
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、かかる従来の歯形修正歯車は、上記のよ
うに主として圧力角修正および捩れ角修正のみに基づい
て歯形を修正していたため、必ずしも充分に満足し得る
騒音低減効果が得られなかった。Problems to be Solved by the Invention However, such conventional tooth profile correction gears have modified the tooth profile mainly based only on pressure angle correction and helix angle correction, so that the noise reduction effect is not necessarily fully satisfactory. was not obtained.
これは、従来は、例えば第９図において○印で示されて
いるように圧力角修正量Ｐおよび捩れ角修正量Ｓがそれ
ぞれ異なる多数のテスト歯車を製造し、それを噛み合わ
せて歯車騒音を測定することにより歯車騒音の等音曲線
を求め、その等音曲線に基づいて歯車騒音が最も小さく
なる最適な修正歯面形状を決定していたため、それ等の
圧力角修正および捩れ角修正に加えて、例えば第８図の
（Ｃ１，（ｄｌに示されているバイアス修正や歯形凹凸
修正などの他の修正要素を含めて最適な修正歯面形状を
求めようとすると、テスト歯車の種類が膨大な数になる
ばかりでなく、そのテスト歯車の加工誤差等により必ず
しも正確なデータが得られなかったからである。Conventionally, for example, a large number of test gears with different pressure angle correction amounts P and torsion angle correction amounts S are manufactured as shown by the circles in FIG. 9, and these gears are meshed to reduce gear noise. By measuring the gear noise, the iso-acoustic curve was obtained, and based on the iso-acoustic curve, the optimal modified tooth flank shape that minimized the gear noise was determined. For example, if we try to find the optimal corrected tooth flank shape including other correction elements such as bias correction and tooth profile unevenness correction shown in (C1, (dl) in Fig. 8, there are a huge number of types of test gears. This is because not only was the number large, but also accurate data could not always be obtained due to machining errors in the test gear.
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するために為されたものであ
り、その要旨とするところは、インボリュート歯形を成
す基準歯面に修正を加えた歯形修正歯車であって、互い
に噛み合う一対の歯車の歯当り部が噛合い進行方向に沿
って長く延びるように、歯幅方向における圧力角修正量
が漸次変化するバイアス修正が施されていることにある
。Means for Solving the Problems The present invention has been made to solve the above problems, and its gist is a tooth profile correction gear in which a reference tooth surface forming an involute tooth profile is modified. This is because bias correction is performed in which the amount of pressure angle correction in the tooth width direction is gradually changed so that the tooth contact portions of the pair of gears that mesh with each other extend longer along the meshing direction.
作用および発明の効果
このような歯形修正歯車においては、基準歯面に対する
修正要素としてバイアス修正が加えられているため、後
述する試験結果からも明らかなように、歯車の噛合い誤
差が小さくなって歯車騒音が一層低減されるのである。Function and Effects of the Invention In such tooth profile correction gears, bias correction is added as a correction element to the standard tooth surface, so as is clear from the test results described later, the meshing error of the gears is reduced. Gear noise is further reduced.
ここで、上記バイアス修正の修正量を検査歯幅の両端に
おける圧力角修正量の差、すなわち前記第８図（Ｃ１の
歯幅方向における一端の圧力角修正量Ｐ１と他端の圧力
角修正量Ｐ２との差で表すと、そのバイアス修正の目標
修正量Ｂ”は、好適には、噛合い誤差波形をフーリエ展
開することによって求められる噛合い誤差の次数成分の
うち、主として一次成分および二次成分が小さくなる値
に設定される。なお、上記圧力角修正量Ｐ＋、Ｐｚとし
ては、通常は、前記第１０図の値Ｐが用いられる。Here, the bias correction amount is defined as the difference between the pressure angle correction amounts at both ends of the test tooth width, that is, the pressure angle correction amount P1 at one end and the pressure angle correction amount at the other end in the tooth width direction of FIG. 8 (C1). Expressed as a difference from P2, the target correction amount B'' for bias correction is preferably mainly a first-order component and a second-order component of the order components of the meshing error obtained by Fourier expansion of the meshing error waveform. The pressure angle correction amount P+, Pz is set to a value that reduces the component.The value P shown in FIG. 10 is normally used as the pressure angle correction amounts P+ and Pz.
また、このようにして求められたバイアス修正が施され
た歯車は、結果的に互いに噛み合う一対の歯車の歯当り
部が噛合い進行方向に沿って長くなる。また、上記検査
歯幅とは、平歯車およびハスバ歯車の精度（Ｊ Ｉ ５
−Ｂ−１７０２）における検査範囲であり、一般に金歯
幅の６０〜８０％である。更に、上記噛合い誤差波形と
は、駆動側歯車を理論回転させた場合における従動側歯
車の回転むらで、その従動側歯車の回転の進み、遅れを
変位量、速度変化、または加速度変化等で表した波形で
ある。Furthermore, in the gears subjected to the bias correction determined in this manner, the tooth contact portions of the pair of gears that mesh with each other become longer along the meshing direction. In addition, the above-mentioned inspection face width refers to the accuracy of spur gears and helical gears (J I 5
-B-1702), and is generally 60 to 80% of the gold tooth width. Furthermore, the above-mentioned meshing error waveform is the rotational unevenness of the driven gear when the driving gear is rotated theoretically, and the rotational advance or lag of the driven gear is measured by the amount of displacement, speed change, acceleration change, etc. This is the waveform shown.
一方、かかる目標修正量Ｂ”を、歯数、モジュール、歯
幅、外径、圧力角、捩れ角等の諸元が異なる自動車のト
ランスミッション用の種々の歯車について求めると、そ
の目標修正量Ｂ’ （μｍ）は、検査歯幅寸法をＷ（
１１ｍ）としたとき、互いに噛み合わされる一対の歯車
の歯面の修正量の相対値において、次式（１）
％式％（１）
を満足する範囲内となる。換言すれば、目標修正量Ｂ′
の絶対値は、検査歯幅寸法Ｗに０．８を掛算した値以上
、検査歯幅寸法Ｗに１．６を掛算した値以下となるので
ある。したがって、かかる（１）式を用いて目標修正量
Ｂ＊を設定すれば、上記のように一々噛合い誤差波形を
求めることなく、容易にバイアス修正を施すことが可能
となる。また、この（１）式において、目標修正量Ｂ＊
は絶対値ＩＢ’１として表されているが、これは目標修
正量Ｂ１１が検査歯幅の両端における圧力角修正量の差
で表されているため、何れの端部を基準とするかによっ
て正負が逆になるからである。このため、この場合の目
標修正量Ｂ１の正負は、互いに噛み合う一対の歯車の歯
当り部が噛合い進行方向に沿って長くなるように定めら
れる。また、前記相対値とは、駆動側歯車の歯面の修正
量と、その歯面に接触する従動側歯車の歯面の修正量と
の総和を意味し、例えば一方の歯車に上記目標修正量Ｂ
＊を与えた場合には、他方の歯車の修正量はＯとなる。On the other hand, when such target correction amount B'' is obtained for various gears for automobile transmissions having different specifications such as number of teeth, module, face width, outer diameter, pressure angle, and helix angle, the target correction amount B' (μm) is the inspection tooth width dimension W(
11m), the relative value of the amount of modification of the tooth surfaces of a pair of gears that mesh with each other falls within a range that satisfies the following formula (1). In other words, the target correction amount B'
The absolute value of is greater than or equal to the value obtained by multiplying the inspected tooth width dimension W by 0.8 and less than the value obtained by multiplying the inspected tooth width dimension W by 1.6. Therefore, by setting the target correction amount B* using Equation (1), it becomes possible to easily perform bias correction without having to obtain the meshing error waveform one by one as described above. In addition, in this equation (1), the target correction amount B*
is expressed as an absolute value IB'1, but this is because the target correction amount B11 is expressed as the difference between the pressure angle correction amounts at both ends of the test tooth width, so it can be positive or negative depending on which end is used as the reference. This is because the opposite is true. Therefore, the sign of the target correction amount B1 in this case is determined so that the tooth contact portions of the pair of gears that mesh with each other become longer along the meshing progress direction. In addition, the above-mentioned relative value means the sum of the amount of correction of the tooth surface of the driving side gear and the amount of correction of the tooth surface of the driven side gear that is in contact with the tooth surface. B
If * is given, the correction amount for the other gear will be O.
なお、上記目標修正量Ｂ１は歯車製造時における目標値
で、歯車製造後における実際の歯面形状は、前記基準歯
面にその目標修正量Ｂ″および加圧公差を加えた形状と
なる。また、この目標修正量Ｂ８はバイアス修正のみの
修正量であり、他の修正要素、例えば圧力角修正や捩れ
角修正が加えられる場合には、更にそれ等の修正量が加
算される。Note that the target correction amount B1 is a target value at the time of manufacturing the gear, and the actual tooth flank shape after manufacturing the gear is a shape obtained by adding the target correction amount B'' and the pressurizing tolerance to the reference tooth flank. This target correction amount B8 is a correction amount for bias correction only, and when other correction elements such as pressure angle correction and torsion angle correction are added, those correction amounts are further added.
実施例
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings.
先ず、第１図は、本発明に係る歯形修正歯車の最適な修
正歯面形状を求めるためのシュミレーションプログラム
の内容を説明するフローチャートであり、ステップＳ１
において、歯車諸元、歯面修正値および負荷トルクが読
み込まれる。歯車諸元は、歯車の形状、圧力角、捩れ角
、歯数、歯タケ、モジュール、歯幅、外径、歯底径等で
、製造すべきインボリュート歯車の種類によって定まる
ものであり、負荷トルクはその歯車の使用条件等を考慮
して設定される。また、歯面修正値としては、第８図に
図示されている圧力角修正、捩れ角修正、バイアス修正
、歯形凹凸修正、および図示しないタラウニング修正の
各々の修正量ｐ、ｓ。First, FIG. 1 is a flowchart illustrating the contents of a simulation program for determining the optimal corrected tooth flank shape of the tooth profile correcting gear according to the present invention.
At , gear specifications, tooth surface correction values, and load torque are read. Gear specifications include gear shape, pressure angle, helix angle, number of teeth, tooth thickness, module, face width, outer diameter, tooth root diameter, etc., which are determined by the type of involute gear to be manufactured, and load torque. is set in consideration of the usage conditions of the gear. Further, as the tooth surface correction values, the correction amounts p and s of each of the pressure angle correction, torsion angle correction, bias correction, tooth profile unevenness correction, and rounding correction (not shown) shown in FIG. 8 are used.
Ｂ、Ｒ，およびＣがそれぞれ設定される。B, R, and C are each set.
ここで、圧力角修正とは、インボリュート歯形から成る
基準歯面１０に対する修正歯面１２の歯タケ方向におけ
る偏差で、その修正量Ｐは基準歯面１０に対して圧力角
が増大する方向を正として設定されている。また、捩れ
角修正とは、基準歯面１０に対する修正歯面１２の歯幅
方向における偏差で、その修正量Ｓは基準歯面１０に対
して捩れ角が増大する方向を正として設定されている。Here, the pressure angle correction is a deviation of the corrected tooth surface 12 in the tooth thickness direction from the reference tooth surface 10 consisting of an involute tooth profile, and the correction amount P corrects the direction in which the pressure angle increases with respect to the reference tooth surface 10. is set as . Further, the helix angle correction is a deviation in the width direction of the modified tooth surface 12 from the reference tooth surface 10, and the correction amount S is set with the direction in which the helix angle increases relative to the reference tooth surface 10 as positive. .
更に、バイアス修正とは、歯幅方向で圧力角修正量を漸
次変化させることで、その修正量Ｂは検査歯幅の両端に
おける圧力角修正量の差として設定されている。この圧
力角修正量は、具体的には第１０図の値Ｐが用いられ、
第８図（Ｃ）の歯幅方向における両端の圧力角修正量を
それぞれＰｌ、Ｐｌとすると、バイアス修正量Ｂは、次
式
８式％（２）
また、上記歯形凹凸修正とは、基準歯面１０に対する修
正歯面１２の歯タケ方向における中央部の偏差で、その
修正量Ｒは基準歯面１０から盛り上がる方向を正として
設定されている。また、タラウニング修正とは、基準歯
面１０に対する修正歯面１２の歯幅方向における中央部
の偏差で、その修正量Ｃは基準歯面１０から盛り上がる
方向を正として設定されている。Furthermore, bias correction means to gradually change the pressure angle correction amount in the tooth width direction, and the correction amount B is set as the difference between the pressure angle correction amounts at both ends of the test tooth width. Specifically, the value P shown in FIG. 10 is used for this pressure angle correction amount,
If the pressure angle correction amounts at both ends in the face width direction in FIG. This is the deviation of the center portion of the corrected tooth surface 12 in the tooth thickness direction from the surface 10, and the correction amount R is set with the direction rising from the reference tooth surface 10 as positive. Further, the rounding correction is a deviation of the center portion of the corrected tooth surface 12 in the tooth width direction from the reference tooth surface 10, and the correction amount C is set such that the direction rising from the reference tooth surface 10 is positive.
次に、ステップＳ２において、上記基準歯面１０に圧力
角修正、捩れ角修正、バイアス修正、歯形凹凸修正、お
よびタラウニング修正による全ての修正が加えられた修
正歯面の等直線が作成され、ステップＳ３において回転
角θが０とされる。この回転角θは、上記修正歯面を備
えた歯形修正歯車と理論上のインボリュート歯形を備え
た基準歯車とを互いに噛み合わせて相対回転させた場合
の駆動側歯車の回転角であり、続いて実行されるステッ
プ３４〜Ｓ６が繰り返されることにより、■ピッチすな
わち一歯分だけ相対回転させた場合の噛合い誤差が回転
角へ〇毎に理論的に求められる。Next, in step S2, isolines of the corrected tooth surface are created in which all corrections are made to the reference tooth surface 10 by pressure angle correction, torsion angle correction, bias correction, tooth profile unevenness correction, and rounding correction. In S3, the rotation angle θ is set to 0. This rotation angle θ is the rotation angle of the drive side gear when the tooth profile correction gear with the above-mentioned modified tooth surface and the reference gear with the theoretical involute tooth profile are meshed with each other and rotated relative to each other. By repeating steps 34 to S6, the pitch (i), that is, the meshing error when relative rotation is made by one tooth, is theoretically determined for each rotation angle.
上記噛合い誤差は、第２図に示されているように、駆動
側歯車２２を理論回転させた場合における従動側歯車２
４の回転むらで、その従動側歯車２４の回転の進み、遅
れを変位量、速度変化、または加速度変化等にて表した
ものである。また、この噛合い誤差は、互いに噛み合う
歯２６．２８の撓みや歯面３０，３２の形状などによっ
て生じるもので、前記ステップＳ１において設定された
歯車諸元や負荷トルクおよびステップＳ２において作成
された歯面等直線に基づいて求められる。なお、第２図
の破線は、無負荷時の噛合い誤差が０の場合であり、実
線は負の圧力角修正を施した場合である。As shown in FIG. 2, the above-mentioned meshing error is calculated by
4, the rotational advance or lag of the driven gear 24 is expressed as a displacement amount, speed change, acceleration change, etc. In addition, this meshing error is caused by the deflection of the teeth 26, 28 that mesh with each other, the shape of the tooth surfaces 30, 32, etc. It is determined based on the tooth surface isolines. In addition, the broken line in FIG. 2 shows the case where the meshing error under no load is 0, and the solid line shows the case when negative pressure angle correction is performed.
そして、ステップＳ７において、上記回転角Δθ毎に求
められた噛合い誤差から噛合い誤差波形が作成され、続
くステップＳ８においては、フーリエ展開によってその
噛合い誤差波形が一次成分と二次成分等とに分解される
。第３図の実線は、変位量（μｍ）についての噛合い誤
差波形の一例であり、一点鎖線および破線は、その噛合
い誤差波形をフーリエ展開して求められた噛合い誤差の
周波数分析である。Then, in step S7, a meshing error waveform is created from the meshing error determined for each rotation angle Δθ, and in the subsequent step S8, the meshing error waveform is divided into a primary component, a secondary component, etc. by Fourier expansion. It is decomposed into The solid line in Fig. 3 is an example of the meshing error waveform with respect to the amount of displacement (μm), and the one-dot chain line and the broken line are the frequency analysis of the meshing error obtained by Fourier expansion of the meshing error waveform. .
その後、前記ステップＳ１における歯面修正値、すなわ
ち圧力角修正、捩れ角修正、バイアス修正。After that, the tooth flank correction values in step S1, that is, pressure angle correction, twist angle correction, and bias correction.
歯形凹凸修正、およびタラウニング修正の修正量Ｐ、Ｓ
、Ｂ、Ｒ，Ｃをそれぞれ変更して、歯面形状が異なる種
々の歯形修正歯車の噛合い誤差の主として一次成分、二
次成分を、上述したのと同様にして求める。ここで、か
かる噛合い誤差の次数成分は、コンピュータによるシュ
ミレーションによって求められるため、歯形修正を施し
た歯車を実際に製造する必要がなく、歯面修正値が異な
る種々の歯形修正歯車に関する正確なデータが容易に得
られる。Correction amount P, S of tooth profile unevenness correction and rounding correction
, B, R, and C, and find mainly the primary and secondary components of the meshing error of various tooth profile correction gears with different tooth surface shapes in the same manner as described above. Here, since the order component of the meshing error is determined by computer simulation, there is no need to actually manufacture gears with tooth profile correction, and accurate data regarding various tooth profile modified gears with different tooth surface correction values can be obtained. can be easily obtained.
そして、このようにして得られた噛合い誤差の主として
一次成分、二次成分のデータを解析することにより、上
記圧力角修正、捩れ角修正、バイアス修正、歯形凹凸修
正、およびタラウニング修正の各々について、噛合い誤
差が最小となる目標修正量Ｐ”、Ｓ”、Ｂゞ、Ｒ＊およ
びＣゝを求める。これは、例えば圧力角修正および捩れ
角修正については第４図に示されているように、圧力角
修正量Ｐおよび捩れ角修正量Ｓをそれぞれ縦軸および横
軸として等噛合い誤差線を一次成分、二次成分毎に作成
すること等により、また、バイアス修正および歯形凹凸
修正については第５図に示されているように、バイアス
修正量Ｂを横軸として歯形凹凸修正量Ｒが５ｐｍ、
１０ｐｍ、 １５頗および２０ＩＩｍの場合の噛合い
誤差のグラフを一次成分。By analyzing the data mainly on the primary and secondary components of the meshing error obtained in this way, we can determine each of the above-mentioned pressure angle correction, torsion angle correction, bias correction, tooth profile unevenness correction, and rounding correction. , target correction amounts P", S", B, R*, and C that minimize the meshing error are determined. For example, for pressure angle correction and torsion angle correction, as shown in FIG. By creating each component and each secondary component, bias correction and tooth profile unevenness correction, as shown in FIG.
The graph of the meshing error for 10pm, 15mm and 20IIm is shown as a first-order component.
二次成分毎に作成すること等により、それぞれ噛合い誤
差が最小となる目標修正量Ｐ”、Ｓ’、Ｂ”、Ｒ”の範
囲を求めることができる。第４図において破線で示され
ている範囲、第５図において斜線で示されている範囲は
、それぞれその目標修正量の範囲の一例であるが、これ
等は歯車の要求精度に応じた加工公差を考慮して定めら
れる。また、上記噛合い誤差は、噛合い誤差の次数成分
の最大値すなわち全振幅であり、目標修正量Ｐ”、Ｓ”
。By creating each secondary component, it is possible to determine the ranges of target correction amounts P'', S', B'', and R'' that minimize the meshing error. The range indicated by diagonal lines in Fig. 5 is an example of the range of the target correction amount, but these are determined by considering the machining tolerance according to the required precision of the gear. The above-mentioned meshing error is the maximum value of the order component of the meshing error, that is, the total amplitude, and the target correction amounts P", S"
.
Ｂ”、Ｒ１およびＣ８の範囲は主として一次成分および
二次成分の噛合い誤差が小さくなる範囲に設定される。The ranges of B'', R1, and C8 are mainly set in ranges where the meshing error of the primary component and the secondary component is small.
第１表は、かかる目標修正量Ｐ′″。Table 1 shows the target correction amount P'''.
ｓ＊ 、Ｂ＊ 、 Ｒ＊およびＣ１１の一例を、前記第
９図に示されているように実際にテスト歯車を製造して
圧力角修正、捩れ角修正の目標修正量Ｐ７゜Ｓ″を設定
していた従来の場合と比較して示したものである。なお
、単位は何れも卿である。Examples of s*, B*, R* and C11 are obtained by actually manufacturing a test gear as shown in FIG. 9 and setting target correction amounts P7°S'' for pressure angle correction and torsion angle correction. The figure shows a comparison with the conventional case, which was used in 2015.The units are all units.
第１表
そして、このような目標修正量Ｐ”、Ｓ”、Ｂ”、Ｒ’
およびＣ＊だけ基準歯面１０に修正を加えた歯形修正歯
車によれば、従来の主として圧力角修正および捩れ角修
正のみの修正が加えられた歯車に比較して、歯車騒音低
減のために一層極め細かな修正が加えられることとなり
、噛合い誤差が小さくなって歯車騒音が大幅に低減され
る。特に、本実施例では圧力角修正、捩れ角修正、バイ
アス修正、歯形凹凸修正、およびクラウニング修正の５
つの項目についての修正が加えられているとともに、そ
れ等の目標修正量Ｐ’、Ｓ＊、Ｂ”、Ｒ＊およびＣ′″
は噛合い誤差の主として一次成分、二次成分が小さくな
る範囲で且つ加工公差を考慮して設定されているため、
優れた騒音低減効果が得られるのである。Table 1 And such target correction amounts P", S", B", R'
According to the tooth profile modified gear in which the standard tooth surface 10 is modified by C*, the gear noise can be further reduced compared to the conventional gear in which only pressure angle modification and helix angle modification have been made. By making extremely fine corrections, meshing errors are reduced and gear noise is significantly reduced. In particular, in this example, there are five types of correction: pressure angle correction, torsion angle correction, bias correction, tooth profile unevenness correction, and crowning correction.
The target correction amounts P', S*, B'', R* and C''' have been added to the following items:
is set within the range where the primary and secondary components of the meshing error are small, and in consideration of machining tolerances.
An excellent noise reduction effect can be obtained.
なお、上記バイアス修正が施された歯車は、結果的に互
いに噛み合う一対の歯車の歯当り部が噛合い進行方向に
沿って長くなる。In addition, in the gears subjected to the bias correction, the tooth contact portions of the pair of gears that mesh with each other become longer along the meshing direction.
また、上記目標修正量Ｐ’、Ｓ”、Ｂ”、Ｒ”およびＣ
１１は、互いに噛み合わされる一対の歯車の歯面の修正
量の相対値である。したがって、この目標修正量Ｐ”、
ＳＩｌ、Ｂ’、Ｒ”およびＣ１１を、互いに噛み合う一
対の歯車の双方に分散して歯面を修正することもできる
。例えば、一方の歯車の修正量をＢ＊／２とした場合に
は、その歯車と噛み合う他方の歯車の修正量を−Ｂ”
／２とすればよく、双方の盛上げ量の総和が目標修正量
Ｂ’となればよいのである。In addition, the target correction amounts P', S'', B'', R'' and C
11 is a relative value of the amount of modification of the tooth surfaces of a pair of gears that are meshed with each other. Therefore, this target correction amount P'',
It is also possible to modify the tooth surface by distributing SIl, B', R" and C11 to both of a pair of gears that mesh with each other. For example, when the modification amount of one gear is set to B*/2, The amount of correction of the other gear that meshes with that gear is −B”
/2, and the sum of both enhancement amounts should be the target correction amount B'.
因に、第６図および第７図は、上記のようにして目標修
正量Ｐ”、Ｓ”、Ｂ’、Ｒ’およびＣ”を求めて基準歯
面１０に修正を加えた本発明の歯形修正歯車対と、圧力
角修正および捩れ角修正のみについて修正を加えた従来
の歯形修正歯車対とを、それぞれ自動車のトランスミッ
ションに取り付けて、運転時におけるトランスミッショ
ン近傍で測定した歯車騒音をその歯車の噛合い誤差の一
次成分、二次成分との関係で示した図である。これ等の
図から明らかなように、噛合い誤差が小さい程歯車騒音
は低くなるのであり、また、○印で示されている本発明
の歯形修正歯車によれば、・印で示されている従来のも
のに比較して、１０〜２０ｄＢ程度の騒音低減効果が得
られることが判る。Incidentally, FIGS. 6 and 7 show the tooth profile of the present invention in which the reference tooth surface 10 is modified by determining the target modification amounts P", S", B', R', and C" as described above. The corrected gear pair and the conventional tooth profile corrected gear pair that has been modified only for pressure angle correction and torsion angle correction are each installed in an automobile transmission, and the gear noise measured near the transmission during operation is measured by the meshing of the gears. These diagrams show the relationship between the primary and secondary components of the meshing error.As is clear from these diagrams, the smaller the meshing error, the lower the gear noise. It can be seen that according to the tooth profile correction gear of the present invention, a noise reduction effect of about 10 to 20 dB can be obtained compared to the conventional gear indicated by the symbol .
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明し
たが、本発明は他の態様で実施することもできる。Although one embodiment of the present invention has been described above in detail based on the drawings, the present invention can also be implemented in other embodiments.
例えば、前記実施例では第１図に示されているシュミレ
ーションプログラムによって噛合い誤差の主として一次
成分、二次成分を求め、それに基づいて目標修正量Ｐ’
、Ｓ”、Ｂ”、Ｒ’およびＣ１１を設定するようにして
いるが、バイアス修正の目標修正量Ｂ１に関しては、歯
車の諸元などによっても異なるが、本発明者等の測定に
よれば、検査歯幅寸法をＷ（＋＋ｎ）としたとき、前記
（１）式を満足するように設定すれば、必ずしもシュミ
レーションプログラムによって一々噛合い誤差を求めな
くても、騒音低減効果が得られる。但し、この目標修正
ＭＢ １１はバイアス修正のみの修正量であるため、他
の修正要素、例えば圧力角修正や捩れ角修正による修正
が加えられる場合には、更にそれ等の修正量が加算され
る。また、かかるｆｌ１式の目標修正量Ｂ”は、ＪＩＳ
Ａ級相当の歯車を製造する際の目標値で、実際に製造さ
れた歯形修正歯車の歯面形状は上記目標修正量Ｂ”に、
１０〜１５μｍ程度の加工公差を含んだものとなる。な
お、（１）式では目標修正量Ｂ１が絶対値ＩＢ８１とし
て設定されているが、その正負は歯当り部が噛合い進行
方向に沿って長くなるように定められる。For example, in the embodiment described above, the primary component and the secondary component of the meshing error are mainly determined using the simulation program shown in FIG.
, S'', B'', R', and C11 are set. However, the target correction amount B1 for bias correction varies depending on the specifications of the gear, etc., but according to measurements by the present inventors, When the test tooth width dimension is W(++n), if the setting is made to satisfy the above equation (1), a noise reduction effect can be obtained without necessarily determining each meshing error by a simulation program. However, since this target correction MB 11 is a correction amount only for bias correction, if other correction elements such as pressure angle correction or torsion angle correction are added, such correction amounts are further added. . In addition, the target correction amount B” of the fl1 formula is JIS
The target value when manufacturing gears equivalent to class A, and the tooth surface shape of the actually manufactured tooth profile correction gear is the target correction amount B'' above.
This includes a processing tolerance of about 10 to 15 μm. Note that in equation (1), the target correction amount B1 is set as an absolute value IB81, and its sign is determined so that the tooth contact portion becomes longer along the meshing progress direction.
また、前記実施例では噛合い誤差の主として一次成分、
二次成分が小さくなる範囲に目標修正量Ｐ”、Ｓ”、Ｂ
”、Ｒ”およびＣ１′が設定されているが、−次成分の
みに基づいて設定したり、或いはフーリエ展開する前の
噛合い誤差波形に基づいて設定することも可能である。In addition, in the above embodiment, the meshing error mainly consists of the primary component,
Target correction amounts P'', S'', and B are within the range where the secondary component is small.
", R" and C1' are set, but it is also possible to set them based only on the -order component or based on the meshing error waveform before Fourier expansion.
また、前記実施例では圧力角修正、捩れ角修正。Further, in the embodiment described above, pressure angle correction and torsion angle correction are performed.
バイアス修正、歯形凹凸修正、およびクラウニング修正
の５つの修正項目から最終の歯面形状が決定されている
が、本発明の目的である歯車騒音を低減し得る限りにお
いて、従来技術であるアライメント誤差等を吸収するた
めの歯形凹凸修正、クラウニング修正を施した上で、少
なくともバイアスによる修正が施されておればよいので
ある。Although the final tooth surface shape is determined from five correction items: bias correction, tooth profile unevenness correction, and crowning correction, conventional techniques such as alignment error etc. What is necessary is to perform at least bias correction in addition to tooth profile unevenness correction and crowning correction to absorb this.
その他−々例示はしないが、本発明はその精神を逸脱す
ることなく当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を
加えた態様で実施することができる。Although other examples are not given, the present invention can be implemented with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit thereof.
第１図は本発明に係る歯形修正歯車の目標修正量を求め
るだめのシュミレーションプログラムを説明するフロー
チャートである。第２図は第１図のステップＳ４におけ
る噛合い誤差を説明する図である。第３図は第１図のス
テップＳ７における噛合い誤差波形およびその一次成分
、二次成分を説明する図である。第４図は第１図のシュ
ミレーションプログラムによって得られたデータから圧
力角修正および捩れ角修正の目標修正量を求めるための
一例を説明する図である。第５図は第１図のシュミレー
ションプログラムによって得られたデータから歯形凹凸
修正およびバイアス修正の目標修正量を求めるための一
例を説明する図である。
第６図は本発明に係る歯形修正歯車における噛合い誤差
の一次成分と歯車騒音との関係を、従来の歯形修正歯車
との比較において示す図である。第７図は本発明に係る
歯形修正歯車における噛合い誤差の二次成分と歯車騒音
との関係を、従来の歯形修正歯車との比較において示す
図である。第８図は歯面形状の修正要素である圧力角修
正、捩れ角修正、バイアス修正および歯形凹凸修正を説
明する概念図である。第９図は従来の歯形修正歯車にお
ける目標修正量を求めるための一例を説明する図である
。第１０図は第８図の圧力角修正量について更に具体的
に説明する図である。
１０：基準歯面 １２：修正歯面出願人 トヨ
タ自動車株式会社
／＋１
第２図
第３図
回転角（０）→
一
第４図
（二ｌじｎ＃）
第９図
（μｍ）
４叶 ０？−０
第’７０Ｆ！ｌＪ
ρFIG. 1 is a flowchart illustrating a simulation program for determining a target correction amount of a tooth profile correction gear according to the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating the meshing error in step S4 of FIG. 1. FIG. 3 is a diagram illustrating the meshing error waveform and its primary and secondary components in step S7 of FIG. 1. FIG. 4 is a diagram illustrating an example for determining target correction amounts for pressure angle correction and torsion angle correction from data obtained by the simulation program shown in FIG. 1. FIG. 5 is a diagram illustrating an example for determining target correction amounts for tooth profile unevenness correction and bias correction from data obtained by the simulation program shown in FIG. 1. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the primary component of meshing error and gear noise in the tooth profile correction gear according to the present invention in comparison with a conventional tooth profile correction gear. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the quadratic component of meshing error and gear noise in the tooth profile correction gear according to the present invention in comparison with a conventional tooth profile correction gear. FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating pressure angle correction, torsion angle correction, bias correction, and tooth profile unevenness correction, which are tooth surface shape correction elements. FIG. 9 is a diagram illustrating an example for determining a target correction amount in a conventional tooth profile correction gear. FIG. 10 is a diagram illustrating the amount of pressure angle correction shown in FIG. 8 in more detail. 10: Reference tooth surface 12: Modified tooth surface Applicant Toyota Motor Corporation/+1 Fig. 2 Fig. 3 Rotation angle (0) → Fig. 1 Fig. 4 (2 lji n #) Fig. 9 (μm) 4 Leaf 0 ? -0 No. 70F! lJ ρ
Claims (3)
た歯形修正歯車であって、 互いに噛み合う一対の歯車の歯当り部が噛合い進行方向
に沿って長く延びるように、歯幅方向における圧力角修
正量が漸次変化するバイアス修正が施されていることを
特徴とする歯形修正歯車。(1) A tooth profile modification gear in which a standard tooth surface forming an involute tooth profile is modified, and the pressure angle in the face width direction is adjusted such that the tooth contact parts of a pair of mutually meshing gears extend long along the meshing direction. A tooth profile correction gear characterized by being subjected to bias correction in which the amount of correction gradually changes.
ける前記圧力角修正量の差で表したとき、該バイアス修
正の目標修正量Ｂ＾＊は、噛合い誤差波形をフーリエ展
開することによって求められる噛合い誤差の次数成分の
うち、主として一次成分および二次成分が小さくなる値
に設定されている特許請求の範囲第１項に記載の歯形修
正歯車。(2) When the correction amount of the bias correction is expressed as the difference between the pressure angle correction amounts at both ends of the test tooth width, the target correction amount B^* of the bias correction can be calculated by Fourier expansion of the meshing error waveform. The tooth profile correction gear according to claim 1, wherein among the order components of the meshing error to be determined, the values are set such that mainly the primary component and the secondary component are small.
ける前記圧力角修正量の差で表したとき、該バイアス修
正の目標修正量Ｂ＾＊（μｍ）は、検査歯幅寸法をＷ（
ｍｍ）とすると、互いに噛み合わされる一対の歯車の歯
面の修正量の相対値において、次式 ｜Ｂ＾＊｜＝（０．８〜１．６）・Ｗ を満足するものであり、実際の歯面形状は前記基準歯面
に該目標修正量Ｂ＾＊および加工公差を加えた形状であ
る特許請求の範囲第１項に記載の歯形修正歯車。(3) When the correction amount of the bias correction is expressed as the difference between the pressure angle correction amounts at both ends of the test tooth width, the target correction amount B^* (μm) of the bias correction is the test tooth width dimension W (
mm), the relative value of the amount of modification of the tooth surfaces of a pair of gears that mesh with each other satisfies the following formula |B^*|=(0.8~1.6)・W, and in reality The tooth profile correction gear according to claim 1, wherein the tooth flank shape is a shape obtained by adding the target correction amount B^* and processing tolerance to the reference tooth flank.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1461487A JPS63180766A (en) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | Profile modified gear |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1461487A JPS63180766A (en) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | Profile modified gear |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63180766A true JPS63180766A (en) | 1988-07-25 |
Family
ID=11866079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1461487A Pending JPS63180766A (en) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | Profile modified gear |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63180766A (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4410042A1 (en) * | 1993-03-26 | 1994-09-29 | Hitachi Ltd | Planetary gearing |
| JP2003175419A (en) * | 2001-12-11 | 2003-06-24 | Honda Motor Co Ltd | Gear analysis method |
| JP2004286219A (en) * | 1998-08-06 | 2004-10-14 | Ims Gear Gmbh | Shaft drive device and gear profile counting method employed therefor |
| WO2005068878A1 (en) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Jtekt Corporation | Rack and pinion-type steering device |
| WO2006072355A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-07-13 | ThyssenKrupp Präzisionsschmiede GmbH | Gear pair consisting of a crown gear and of a pinion gear |
| JP2008101700A (en) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Enplas Corp | Pair of resin double helical gears |
| JP2010060049A (en) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Gear set using bevel gear, and the bevel gear |
| JP2018009608A (en) * | 2016-07-12 | 2018-01-18 | 日野自動車株式会社 | Design method of gear unit, manufacturing method of gear unit, and gear unit |
| CN108394074A (en) * | 2017-12-29 | 2018-08-14 | 大连銮艺精密模塑制造有限公司 | The radial method of adjustment for integrating total deviation with a tooth footpath to comprehensive deviation of plastic gear |
| US10634231B2 (en) | 2016-04-19 | 2020-04-28 | Ford Global Technologies, Llc | Gears with varying pressure angle |
-
1987
- 1987-01-23 JP JP1461487A patent/JPS63180766A/en active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4410042A1 (en) * | 1993-03-26 | 1994-09-29 | Hitachi Ltd | Planetary gearing |
| JP4568020B2 (en) * | 1998-08-06 | 2010-10-27 | イーエムエス ギア ゲーエムベーハー | Gear contour calculation method used for shaft drive |
| JP2004286219A (en) * | 1998-08-06 | 2004-10-14 | Ims Gear Gmbh | Shaft drive device and gear profile counting method employed therefor |
| JP2003175419A (en) * | 2001-12-11 | 2003-06-24 | Honda Motor Co Ltd | Gear analysis method |
| WO2005068878A1 (en) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Jtekt Corporation | Rack and pinion-type steering device |
| US8683887B2 (en) | 2004-01-13 | 2014-04-01 | Jtekt Corporation | Rack-and-pinion steering apparatus |
| JP4712047B2 (en) * | 2004-12-23 | 2011-06-29 | ゾナ ベーエルヴェー プレチジオンズシュミーデ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Gear combination consisting of crown gear and pinion |
| EA010915B1 (en) * | 2004-12-23 | 2008-12-30 | Тюссенкрупп Прэцизионсшмиде Гмбх | Gear pair consisting of a crown gear and a pinion gear |
| JP2008525727A (en) * | 2004-12-23 | 2008-07-17 | ゾナ ベーエルヴェー プレチジオンズシュミーデ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Gear combination consisting of crown gear and pinion |
| US7926379B2 (en) * | 2004-12-23 | 2011-04-19 | Thyssenkrupp Prazisionsschmiede Gmbh | Gear pair consisting of a crown gear and of a pinion gear |
| WO2006072355A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-07-13 | ThyssenKrupp Präzisionsschmiede GmbH | Gear pair consisting of a crown gear and of a pinion gear |
| JP4697887B2 (en) * | 2006-10-19 | 2011-06-08 | 株式会社エンプラス | A pair of plastic helical gears |
| JP2008101700A (en) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Enplas Corp | Pair of resin double helical gears |
| JP2010060049A (en) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Gear set using bevel gear, and the bevel gear |
| US10634231B2 (en) | 2016-04-19 | 2020-04-28 | Ford Global Technologies, Llc | Gears with varying pressure angle |
| JP2018009608A (en) * | 2016-07-12 | 2018-01-18 | 日野自動車株式会社 | Design method of gear unit, manufacturing method of gear unit, and gear unit |
| CN108394074A (en) * | 2017-12-29 | 2018-08-14 | 大连銮艺精密模塑制造有限公司 | The radial method of adjustment for integrating total deviation with a tooth footpath to comprehensive deviation of plastic gear |
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