JP2002243590A - 歯車評価方法、歯車評価装置及び記憶媒体 - Google Patents
歯車評価方法、歯車評価装置及び記憶媒体Info
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- JP2002243590A JP2002243590A JP2001042609A JP2001042609A JP2002243590A JP 2002243590 A JP2002243590 A JP 2002243590A JP 2001042609 A JP2001042609 A JP 2001042609A JP 2001042609 A JP2001042609 A JP 2001042609A JP 2002243590 A JP2002243590 A JP 2002243590A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 駆動軸に大きな慣性モーメントを付加するこ
となく実機に促した機構系で駆動軸の適切な速度変動許
容値を設定し、対象となる評価歯車に合わせた歯車評価
方法を提供する。 【解決手段】 評価歯車１が取り付けられる被駆動軸２
と評価歯車１と噛み合う駆動歯車３が取り付けられた駆
動軸４とのそれぞれに一定回転毎にパルス信号を発生さ
せる回転検出器７，８を取り付け、各回転検出器７，８
の出力信号から評価歯車１を評価する歯車評価方法にお
いて、駆動軸４の速度変動許容値Ｖeを、 Ｖe ≦ Θe・Ｋ／（２・π・ｆ・Ｊ） ただし、Θe：歯車評価許容回転誤差 Ｋ ：歯車回転剛性 ｆ ：駆動軸の速度変動周波数 Ｊ ：駆動軸上換算の全慣性モーメント により設定する。
となく実機に促した機構系で駆動軸の適切な速度変動許
容値を設定し、対象となる評価歯車に合わせた歯車評価
方法を提供する。 【解決手段】 評価歯車１が取り付けられる被駆動軸２
と評価歯車１と噛み合う駆動歯車３が取り付けられた駆
動軸４とのそれぞれに一定回転毎にパルス信号を発生さ
せる回転検出器７，８を取り付け、各回転検出器７，８
の出力信号から評価歯車１を評価する歯車評価方法にお
いて、駆動軸４の速度変動許容値Ｖeを、 Ｖe ≦ Θe・Ｋ／（２・π・ｆ・Ｊ） ただし、Θe：歯車評価許容回転誤差 Ｋ ：歯車回転剛性 ｆ ：駆動軸の速度変動周波数 Ｊ ：駆動軸上換算の全慣性モーメント により設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、歯車を使用した情
報機器、家電製品、ロボット等の幅広い分野の設計工程
や製造工程に応用可能で、噛み合いながら回転する歯車
の各々の回転角の変化状況を検出し、その検出した回転
角変化状況相互の関係に基づいてそれら歯車の回転誤差
（伝達特性）を評価する歯車評価方法、歯車評価装置及
び記憶媒体に関する。
報機器、家電製品、ロボット等の幅広い分野の設計工程
や製造工程に応用可能で、噛み合いながら回転する歯車
の各々の回転角の変化状況を検出し、その検出した回転
角変化状況相互の関係に基づいてそれら歯車の回転誤差
（伝達特性）を評価する歯車評価方法、歯車評価装置及
び記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の技術として、例えば、特
開平10-153526号公報によれば、駆動軸の振動（速度変
動）を抑えて歯車間の伝達特性を高精度に計測する装置
が提案されている。
開平10-153526号公報によれば、駆動軸の振動（速度変
動）を抑えて歯車間の伝達特性を高精度に計測する装置
が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特開平10-153526号公
報に示される従来技術では、駆動軸にフライホイールを
取り付けることで駆動軸の速度変動が低減され、駆動軸
自体は高精度（回転ムラの少ない）な回転が可能となる
が、実機での状態と異なる機構系（駆動軸の慣性モーメ
ントが大きすぎる）になり、評価した伝達特性が有効か
疑問である。例えば、歯車特性で発生した速度変動（伝
達誤差）もフライホイールによって消されてしまう懸念
がある。
報に示される従来技術では、駆動軸にフライホイールを
取り付けることで駆動軸の速度変動が低減され、駆動軸
自体は高精度（回転ムラの少ない）な回転が可能となる
が、実機での状態と異なる機構系（駆動軸の慣性モーメ
ントが大きすぎる）になり、評価した伝達特性が有効か
疑問である。例えば、歯車特性で発生した速度変動（伝
達誤差）もフライホイールによって消されてしまう懸念
がある。
【０００４】また、フライホイールを用いないで駆動軸
を高精度に回転させるためには、高精度な部品（モー
タ、軸受け等）や高度な制御方式が必要になり、歯車評
価装置が高価なものとなる。
を高精度に回転させるためには、高精度な部品（モー
タ、軸受け等）や高度な制御方式が必要になり、歯車評
価装置が高価なものとなる。
【０００５】そこで、本発明は、駆動軸に大きな慣性モ
ーメントを付加することなく実機に促した機構系で駆動
軸の適切な速度変動許容値を設定し、対象となる評価歯
車に合わせた歯車評価方法、歯車評価装置及び記憶媒体
を提供することを目的とする。
ーメントを付加することなく実機に促した機構系で駆動
軸の適切な速度変動許容値を設定し、対象となる評価歯
車に合わせた歯車評価方法、歯車評価装置及び記憶媒体
を提供することを目的とする。
【０００６】また、本発明は、駆動軸の速度変動をモニ
ターして、評価歯車の評価結果の信頼性向上を図ること
を目的とする。
ターして、評価歯車の評価結果の信頼性向上を図ること
を目的とする。
【０００７】また、本発明は、速度変動許容値を大きく
して駆動モータ側にゆとり（マージン）をもたせ、高精
度な評価を行える歯車評価方法を提供することを目的と
する。
して駆動モータ側にゆとり（マージン）をもたせ、高精
度な評価を行える歯車評価方法を提供することを目的と
する。
【０００８】また、本発明は、歯車の回転剛性を精度良
く求め、適切な駆動軸の速度変動許容値を設定すること
を目的とする。
く求め、適切な駆動軸の速度変動許容値を設定すること
を目的とする。
【０００９】また、本発明は、歯車評価許容回転誤差を
最適に設定し、適切な駆動軸の速度変動許容値を設定す
ることを目的とする。
最適に設定し、適切な駆動軸の速度変動許容値を設定す
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
評価歯車が取り付けられる被駆動軸と前記評価歯車と噛
み合う駆動歯車が取り付けられた駆動軸とのそれぞれに
一定回転毎にパルス信号を発生させる回転検出器を取り
付け、各回転検出器の出力信号から前記評価歯車を評価
する歯車評価方法において、前記駆動軸の速度変動許容
値Ｖeを、次式 Ｖe ≦ Θe・Ｋ／（２・π・ｆ・Ｊ） ただし、Θe：歯車評価許容回転誤差 Ｋ ：歯車回転剛性 ｆ ：駆動軸の速度変動周波数 Ｊ ：駆動軸上換算の全慣性モーメント により設定するようにしたことを特徴とする。
評価歯車が取り付けられる被駆動軸と前記評価歯車と噛
み合う駆動歯車が取り付けられた駆動軸とのそれぞれに
一定回転毎にパルス信号を発生させる回転検出器を取り
付け、各回転検出器の出力信号から前記評価歯車を評価
する歯車評価方法において、前記駆動軸の速度変動許容
値Ｖeを、次式 Ｖe ≦ Θe・Ｋ／（２・π・ｆ・Ｊ） ただし、Θe：歯車評価許容回転誤差 Ｋ ：歯車回転剛性 ｆ ：駆動軸の速度変動周波数 Ｊ ：駆動軸上換算の全慣性モーメント により設定するようにしたことを特徴とする。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の歯
車評価方法において、前記駆動軸の速度変動を計測しな
がら前記評価歯車の評価を実行し、速度変動が許容値以
内の場合のみ評価結果を出力するようにしたことを特徴
とする。
車評価方法において、前記駆動軸の速度変動を計測しな
がら前記評価歯車の評価を実行し、速度変動が許容値以
内の場合のみ評価結果を出力するようにしたことを特徴
とする。
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の歯
車評価方法において、前記駆動歯車単体での回転剛性値
を前記評価歯車単体の回転剛性値よりも大きくしてある
ことを特徴とする。
車評価方法において、前記駆動歯車単体での回転剛性値
を前記評価歯車単体の回転剛性値よりも大きくしてある
ことを特徴とする。
【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１記載の歯
車評価方法において、前記歯車の回転剛性値は、前記駆
動軸歯車単体と前記評価歯車歯車単体との剛性値に、歯
車と軸との締結部の剛性値も加えて設定してあることを
特徴とする。
車評価方法において、前記歯車の回転剛性値は、前記駆
動軸歯車単体と前記評価歯車歯車単体との剛性値に、歯
車と軸との締結部の剛性値も加えて設定してあることを
特徴とする。
【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１記載の歯
車評価方法において、前記歯車の回転剛性値は、前記駆
動歯車と前記評価歯車の噛み合い状態（噛み合い率）に
応じて設定してあることを特徴とする。
車評価方法において、前記歯車の回転剛性値は、前記駆
動歯車と前記評価歯車の噛み合い状態（噛み合い率）に
応じて設定してあることを特徴とする。
【００１５】請求項６記載の発明は、請求項１記載の歯
車評価方法において、前記歯車の回転剛性値は、軸回転
方向の回転剛性に軸方向の倒れ剛性を加えて設定するこ
とを特徴とする。
車評価方法において、前記歯車の回転剛性値は、軸回転
方向の回転剛性に軸方向の倒れ剛性を加えて設定するこ
とを特徴とする。
【００１６】請求項７記載の発明は、請求項１記載の歯
車評価方法において、前記評価歯車の回転剛性は使用環
境温度での剛性値になるように温度補正した値であるこ
とを特徴とする。
車評価方法において、前記評価歯車の回転剛性は使用環
境温度での剛性値になるように温度補正した値であるこ
とを特徴とする。
【００１７】請求項８記載の発明は、請求項１記載の歯
車評価方法において、前記歯車評価許容回転誤差Θeを
前記回転検出器の分解能とすることを特徴とする。
車評価方法において、前記歯車評価許容回転誤差Θeを
前記回転検出器の分解能とすることを特徴とする。
【００１８】請求項９記載の発明は、評価歯車が取り付
けられる被駆動軸と前記評価歯車と噛み合う駆動歯車が
取り付けられた駆動軸とのそれぞれに一定回転毎にパル
ス信号を発生させる回転検出器を取り付け、各回転検出
器の出力信号から前記評価歯車を評価するコンピュータ
にインストールされ、前記コンピュータに、前記駆動軸
の速度変動許容値Ｖeを、次式 Ｖe ≦ Θe・Ｋ／（２・π・ｆ・Ｊ） ただし、Θe：歯車評価許容回転誤差 Ｋ ：歯車回転剛性 ｆ ：駆動軸の速度変動周波数 Ｊ ：駆動軸上換算の全慣性モーメント により設定する評価プログラムを実行させる機械読み取
り可能な記憶媒体である。
けられる被駆動軸と前記評価歯車と噛み合う駆動歯車が
取り付けられた駆動軸とのそれぞれに一定回転毎にパル
ス信号を発生させる回転検出器を取り付け、各回転検出
器の出力信号から前記評価歯車を評価するコンピュータ
にインストールされ、前記コンピュータに、前記駆動軸
の速度変動許容値Ｖeを、次式 Ｖe ≦ Θe・Ｋ／（２・π・ｆ・Ｊ） ただし、Θe：歯車評価許容回転誤差 Ｋ ：歯車回転剛性 ｆ ：駆動軸の速度変動周波数 Ｊ ：駆動軸上換算の全慣性モーメント により設定する評価プログラムを実行させる機械読み取
り可能な記憶媒体である。
【００１９】請求項１０記載の発明は、評価歯車が取り
付けられる被駆動軸と前記評価歯車と噛み合う駆動歯車
が取り付けられた駆動軸とのそれぞれに一定回転毎にパ
ルス信号を発生させる回転検出器を取り付け、各回転検
出器の出力信号から前記評価歯車を評価する歯車評価装
置において、前記駆動軸の速度変動許容値Ｖeを、次式 Ｖe ≦ Θe・Ｋ／（２・π・ｆ・Ｊ） ただし、Θe：歯車評価許容回転誤差 Ｋ ：歯車回転剛性 ｆ ：駆動軸の速度変動周波数 Ｊ ：駆動軸上換算の全慣性モーメント により設定するようにしたことを特徴とする。
付けられる被駆動軸と前記評価歯車と噛み合う駆動歯車
が取り付けられた駆動軸とのそれぞれに一定回転毎にパ
ルス信号を発生させる回転検出器を取り付け、各回転検
出器の出力信号から前記評価歯車を評価する歯車評価装
置において、前記駆動軸の速度変動許容値Ｖeを、次式 Ｖe ≦ Θe・Ｋ／（２・π・ｆ・Ｊ） ただし、Θe：歯車評価許容回転誤差 Ｋ ：歯車回転剛性 ｆ ：駆動軸の速度変動周波数 Ｊ ：駆動軸上換算の全慣性モーメント により設定するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
ないし図３に基づいて説明する。
ないし図３に基づいて説明する。
【００２１】まず、本実施の形態の基本的な考え方につ
いて説明する。歯車評価では駆動軸と従動軸のエンコー
ダ出力から歯数分の減速比を考慮して、伝達誤差（伝達
特性）を算出する。歯車の回転剛性が十分大きい場合
（例えば金属材質の歯車とか）、駆動軸に速度変動があ
っても伝達誤差に影響は少ない。なぜなら、駆動軸の速
度変動に応じて従動軸も速度変動し、この差から算出す
る歯車の伝達特性には、この駆動軸の速度変動分が現れ
ないためである。
いて説明する。歯車評価では駆動軸と従動軸のエンコー
ダ出力から歯数分の減速比を考慮して、伝達誤差（伝達
特性）を算出する。歯車の回転剛性が十分大きい場合
（例えば金属材質の歯車とか）、駆動軸に速度変動があ
っても伝達誤差に影響は少ない。なぜなら、駆動軸の速
度変動に応じて従動軸も速度変動し、この差から算出す
る歯車の伝達特性には、この駆動軸の速度変動分が現れ
ないためである。
【００２２】しかし、歯車材質が樹脂のように金属に比
べ軟らかく剛性が低い場合は、駆動側の速度変動をこの
歯車が吸収（変形）してしまい（駆動軸の速度変動が従
動軸に伝わらない）、その分が評価誤差として現れる場
合がある。
べ軟らかく剛性が低い場合は、駆動側の速度変動をこの
歯車が吸収（変形）してしまい（駆動軸の速度変動が従
動軸に伝わらない）、その分が評価誤差として現れる場
合がある。
【００２３】そこで、このように駆動軸の速度変動で発
生する評価誤差を考慮して、歯車評価からみて影響のな
い領域（許容速度変動）を明確にする必要がある。これ
を行うことで、むやみに高精度なモータを駆動軸に取り
付ける必要もなくなり、評価歯車に合わせた駆動モータ
が選定できる。
生する評価誤差を考慮して、歯車評価からみて影響のな
い領域（許容速度変動）を明確にする必要がある。これ
を行うことで、むやみに高精度なモータを駆動軸に取り
付ける必要もなくなり、評価歯車に合わせた駆動モータ
が選定できる。
【００２４】本実施の形態は、このような点に着目した
ものである。具体的には、駆動軸の速度変動許容値Ｖe
を以下のように設定する。
ものである。具体的には、駆動軸の速度変動許容値Ｖe
を以下のように設定する。
【００２５】まず、駆動軸の速度変動Ｖoを含んだ駆動
トルクの変動成分Ｔは（１）式となる。 Ｔ ＝ Ｊ・ｄ（ Ｖo・sin（２・π・ｆ・ｔ））／ｄｔ ＝ ２・π・ｆ・Ｊ・Ｖo・cos（２・π・ｆ・ｔ） ……（１） ただし、ｆ ：駆動軸の速度変動周波数 Ｊ ：駆動軸上換算の全慣性モーメント ｔ ：時間 ｄ( )／ｄｔ：微分演算子
トルクの変動成分Ｔは（１）式となる。 Ｔ ＝ Ｊ・ｄ（ Ｖo・sin（２・π・ｆ・ｔ））／ｄｔ ＝ ２・π・ｆ・Ｊ・Ｖo・cos（２・π・ｆ・ｔ） ……（１） ただし、ｆ ：駆動軸の速度変動周波数 Ｊ ：駆動軸上換算の全慣性モーメント ｔ ：時間 ｄ( )／ｄｔ：微分演算子
【００２６】歯車評価での許容できる回転誤差をΘe、
歯車の回転剛性をＫとすると、上記トルクＴが加わった
ときに歯車での変形量がΘeより小さければ問題ない。
つまり、次式を満たす速度変動Ｖoが速度変動許容値Ｖe
となる。
歯車の回転剛性をＫとすると、上記トルクＴが加わった
ときに歯車での変形量がΘeより小さければ問題ない。
つまり、次式を満たす速度変動Ｖoが速度変動許容値Ｖe
となる。
【００２７】 Θe ≧ Ｔ／Ｋ ≧ ｛２・π・ｆ・Ｊ・Ｖo・cos（２・π・ｆ・ｔ）｝／Ｋ……（２）
【００２８】上式をＶoについて解き、ＶoをＶeに変更
する（cos部は、最大値の１で扱う）。 Ｖe ≦ Θe・Ｋ／（２・π・ｆ・Ｊ） ……（３）
する（cos部は、最大値の１で扱う）。 Ｖe ≦ Θe・Ｋ／（２・π・ｆ・Ｊ） ……（３）
【００２９】本実施の形態では、（３）式の結果に基づ
いて、駆動軸の速度変動許容値Ｖeを設定するものであ
り、その装置構成及び方法について以下に説明する。ま
ず、歯車評価装置の概略的な構成例を図１に示す。図１
に示すように、歯車評価は、対象となる評価歯車１が取
り付けられた被駆動軸２と、評価歯車１と噛み合う駆動
歯車３が取り付けられた駆動軸４と、駆動軸４を駆動す
る駆動モータ５と、被駆動軸２に連結された負荷用ブレ
ーキ６と、駆動軸４に取り付けられた回転検出器として
の駆動側エンコーダ７と、被駆動軸２に取り付けられた
回転検出器としての評価側エンコーダ８と、これらを制
御するコンピュータ９とにより行う。
いて、駆動軸の速度変動許容値Ｖeを設定するものであ
り、その装置構成及び方法について以下に説明する。ま
ず、歯車評価装置の概略的な構成例を図１に示す。図１
に示すように、歯車評価は、対象となる評価歯車１が取
り付けられた被駆動軸２と、評価歯車１と噛み合う駆動
歯車３が取り付けられた駆動軸４と、駆動軸４を駆動す
る駆動モータ５と、被駆動軸２に連結された負荷用ブレ
ーキ６と、駆動軸４に取り付けられた回転検出器として
の駆動側エンコーダ７と、被駆動軸２に取り付けられた
回転検出器としての評価側エンコーダ８と、これらを制
御するコンピュータ９とにより行う。
【００３０】コンピュータ９は、図２のブロック図に示
すように、装置全体の動作を制御するＣＰＵ１０と、評
価するためのデータや評価結果を一時的に記憶するＲＡ
Ｍ１１と、評価データや評価結果を表示するＣＲＴ１２
と、各種操作を行うキーボード１３やマウス１４と、駆
動用モータ５と負荷用ブレーキ６に制御信号を出力する
データ出力部１５と、各軸の回転量をカウントしたエン
コーダ７，８からのエンコーダ信号を入力するデータ入
力部１６と、歯車特性を評価する伝達評価部１７と、評
価データや評価結果を出力するプリンタ１８を有する。
すように、装置全体の動作を制御するＣＰＵ１０と、評
価するためのデータや評価結果を一時的に記憶するＲＡ
Ｍ１１と、評価データや評価結果を表示するＣＲＴ１２
と、各種操作を行うキーボード１３やマウス１４と、駆
動用モータ５と負荷用ブレーキ６に制御信号を出力する
データ出力部１５と、各軸の回転量をカウントしたエン
コーダ７，８からのエンコーダ信号を入力するデータ入
力部１６と、歯車特性を評価する伝達評価部１７と、評
価データや評価結果を出力するプリンタ１８を有する。
【００３１】伝達評価部１７では、駆動軸の速度変動と
その許容値をチェックする部分と、駆動軸４と被駆動軸
２のエンコーダ７，８の出力から歯数分の減速比を考慮
して、伝達誤差（伝達特性）を算出する部分があり、こ
のプログラムを走らせて歯車評価を実施する装置であ
る。
その許容値をチェックする部分と、駆動軸４と被駆動軸
２のエンコーダ７，８の出力から歯数分の減速比を考慮
して、伝達誤差（伝達特性）を算出する部分があり、こ
のプログラムを走らせて歯車評価を実施する装置であ
る。
【００３２】図３に本実施の形態の歯車評価方法のフロ
ーチャートを示す。まず、評価歯車１に関する情報であ
る歯車諸元（モジュール、歯幅、ヤング率、…）と評価
条件（回転数、負荷トルク、慣性モーメント、…）を入
力する（ステップＳ１）。
ーチャートを示す。まず、評価歯車１に関する情報であ
る歯車諸元（モジュール、歯幅、ヤング率、…）と評価
条件（回転数、負荷トルク、慣性モーメント、…）を入
力する（ステップＳ１）。
【００３３】その後、駆動用モータ５を設定する（Ｓ
２）。駆動用モータ５は上記回転数や負荷トルク、慣性
モーメントを参考に設定する。駆動用モータ５には、磁
極やコイル数、励磁方式によって速度変動が発生する。
そこで、（３）式を用い駆動軸の速度変動許容値Ｖeを
算出し（Ｓ３）、この許容値とモータの速度変動値のチ
ェックを行い（Ｓ４）、NGの場合は、他の駆動用モータ
５に変更する。OKの場合はこの駆動用モータ５を用い
て、評価を実施し伝達特性を算出する（Ｓ５，Ｓ６）。
その結果を出力して（Ｓ７）、歯車評価を終了する。
２）。駆動用モータ５は上記回転数や負荷トルク、慣性
モーメントを参考に設定する。駆動用モータ５には、磁
極やコイル数、励磁方式によって速度変動が発生する。
そこで、（３）式を用い駆動軸の速度変動許容値Ｖeを
算出し（Ｓ３）、この許容値とモータの速度変動値のチ
ェックを行い（Ｓ４）、NGの場合は、他の駆動用モータ
５に変更する。OKの場合はこの駆動用モータ５を用い
て、評価を実施し伝達特性を算出する（Ｓ５，Ｓ６）。
その結果を出力して（Ｓ７）、歯車評価を終了する。
【００３４】なお、歯車評価許容回転誤差Θeはエンコ
ーダ７，８の分解能とする。エンコーダ７，８の分解能
以上の計測はできないので、適切な歯車評価許容回転誤
差Θeを簡単に設定できる。
ーダ７，８の分解能とする。エンコーダ７，８の分解能
以上の計測はできないので、適切な歯車評価許容回転誤
差Θeを簡単に設定できる。
【００３５】本発明の第二の実施の形態を図４に基づい
て説明する。本実施の形態では、駆動軸４の速度変動を
計測しながら評価歯車１の評価を実施し、速度変動が許
容値以内の場合のみ評価結果を出力させるようにしたも
のである。
て説明する。本実施の形態では、駆動軸４の速度変動を
計測しながら評価歯車１の評価を実施し、速度変動が許
容値以内の場合のみ評価結果を出力させるようにしたも
のである。
【００３６】図４はこの評価方法のフローチャートを示
すもので、歯車評価中（Ｓ５，Ｓ６）も駆動軸の速度変
動をモニターして速度変動許容値を超えないか確認して
いる（Ｓ４）。NGの場合は、再度評価をやり直す。
すもので、歯車評価中（Ｓ５，Ｓ６）も駆動軸の速度変
動をモニターして速度変動許容値を超えないか確認して
いる（Ｓ４）。NGの場合は、再度評価をやり直す。
【００３７】本発明の第三の実施の形態を図５ないし図
９に基づいて説明する。本実施の形態では、歯車の回転
剛性Ｋの設定に関するものである。
９に基づいて説明する。本実施の形態では、歯車の回転
剛性Ｋの設定に関するものである。
【００３８】（Ａ） 歯車の回転剛性Ｋを設定する場
合、図５に示すように各歯車３，１の剛性Ｋa，Ｋbが加
わったものが回転剛性Ｋ＝１／｛（１／Ｋa）＋（１＋
Ｋb）｝となるので、駆動側歯車３の剛性をできるだけ
大きくしたほうが、速度変動許容値Ｖeの領域が広が
り、駆動用モータ５にとって有利となり、高精度な評価
ができる。
合、図５に示すように各歯車３，１の剛性Ｋa，Ｋbが加
わったものが回転剛性Ｋ＝１／｛（１／Ｋa）＋（１＋
Ｋb）｝となるので、駆動側歯車３の剛性をできるだけ
大きくしたほうが、速度変動許容値Ｖeの領域が広が
り、駆動用モータ５にとって有利となり、高精度な評価
ができる。
【００３９】（Ｂ） 歯車の回転剛性Ｋを設定する場
合、図６に示すように歯車３，１自身の剛性に締結部の
剛性Ｋat，Ｋbtが加わったものが回転剛性Ｋ＝１／
｛（１／Ｋa）＋（１＋Ｋb）＋（１／Ｋat）＋（１＋Ｋ
bt）｝となるので、この分も含めて設定する。これによ
り、より実機に促した回転剛性Ｋの設定が可能となる。
合、図６に示すように歯車３，１自身の剛性に締結部の
剛性Ｋat，Ｋbtが加わったものが回転剛性Ｋ＝１／
｛（１／Ｋa）＋（１＋Ｋb）＋（１／Ｋat）＋（１＋Ｋ
bt）｝となるので、この分も含めて設定する。これによ
り、より実機に促した回転剛性Ｋの設定が可能となる。
【００４０】（Ｃ） 歯車の回転剛性Ｋを設定する場
合、図７に示すように歯車３，１の噛み合い状態（噛み
合い率＝１．５の場合）に応じて回転剛性Ｋを設定す
る。噛み合いの状態で回転剛性Ｋが変化していくので、
この剛性値の最小となる値を回転剛性Ｋと設定する。
合、図７に示すように歯車３，１の噛み合い状態（噛み
合い率＝１．５の場合）に応じて回転剛性Ｋを設定す
る。噛み合いの状態で回転剛性Ｋが変化していくので、
この剛性値の最小となる値を回転剛性Ｋと設定する。
【００４１】（Ｄ） 軸回転方向の回転剛性Ｋbに軸方
向の倒れ剛性Ｋbsを加えたものを回転剛性Ｋとする。平
歯車では問題ないが（図８（ａ））、はすば歯車になる
と図８（ｂ）に示すように回転方向に加え、軸方向（ス
ラスト方向）にも負荷が加わり、これによって歯車がた
わむと、その分伝達特性に影響がでる。そこで、この軸
方向のたわみを回転剛性Ｋに加え、Ｋ＝１／｛（１／Ｋ
a）＋（１＋Ｋb）＋（１＋Ｋbs）｝とすることにより、
より実機に促した回転剛性の設定が可能となる。
向の倒れ剛性Ｋbsを加えたものを回転剛性Ｋとする。平
歯車では問題ないが（図８（ａ））、はすば歯車になる
と図８（ｂ）に示すように回転方向に加え、軸方向（ス
ラスト方向）にも負荷が加わり、これによって歯車がた
わむと、その分伝達特性に影響がでる。そこで、この軸
方向のたわみを回転剛性Ｋに加え、Ｋ＝１／｛（１／Ｋ
a）＋（１＋Ｋb）＋（１＋Ｋbs）｝とすることにより、
より実機に促した回転剛性の設定が可能となる。
【００４２】（Ｅ） 評価歯車１の回転剛性値Ｋbを使
用環境温度での剛性値になるように温度補正した値とす
る。歯車は負荷を与えて回転させることで摩擦により発
熱する。高精度な歯車になると温度上昇に伴う熱膨張や
弾性特性の変化など問題になる。使用環境温度で剛性値
の測定ができれば問題ないが、できない場合のときは、
常温での剛性値Ｋ０に図９に示すような補正を加えて行
う。図示例は、ヤング率Ｅを加味したもので、Ｋ＝Ｋ０
・（Ｅ２／Ｅ１）なる補正を行う。
用環境温度での剛性値になるように温度補正した値とす
る。歯車は負荷を与えて回転させることで摩擦により発
熱する。高精度な歯車になると温度上昇に伴う熱膨張や
弾性特性の変化など問題になる。使用環境温度で剛性値
の測定ができれば問題ないが、できない場合のときは、
常温での剛性値Ｋ０に図９に示すような補正を加えて行
う。図示例は、ヤング率Ｅを加味したもので、Ｋ＝Ｋ０
・（Ｅ２／Ｅ１）なる補正を行う。
【００４３】本発明の第四の実施の形態を図１０に基づ
いて説明する。前述の実施の形態では、歯車評価装置の
コンピュータ９に伝達評価部１７を設けた場合について
説明したが、図１０に示すようにＣＰＵ１０の基本制御
を行うＯＳ（オペレーティング・システム）及び歯車の
伝達特性を算出して評価歯車を評価するプログラムと、
駆動軸の速度変動とその許容値をチェックするプログラ
ムとを有する伝達評価プログラムをハードディスク（Ｈ
ＤＤ）等の記憶媒体としての外部記憶装置２１に格納し
ておき、ＨＤＤインターフェース２２を介して外部記憶
装置２１からＯＳと伝達評価プログラムを読み込み、デ
ータ入力部１６から入力した評価データや、ＦＤインタ
ーフェース２３を介してフロッピィディスク（ＦＤ）２
４から入力した評価データから評価歯車を評価するよう
にしても良い。
いて説明する。前述の実施の形態では、歯車評価装置の
コンピュータ９に伝達評価部１７を設けた場合について
説明したが、図１０に示すようにＣＰＵ１０の基本制御
を行うＯＳ（オペレーティング・システム）及び歯車の
伝達特性を算出して評価歯車を評価するプログラムと、
駆動軸の速度変動とその許容値をチェックするプログラ
ムとを有する伝達評価プログラムをハードディスク（Ｈ
ＤＤ）等の記憶媒体としての外部記憶装置２１に格納し
ておき、ＨＤＤインターフェース２２を介して外部記憶
装置２１からＯＳと伝達評価プログラムを読み込み、デ
ータ入力部１６から入力した評価データや、ＦＤインタ
ーフェース２３を介してフロッピィディスク（ＦＤ）２
４から入力した評価データから評価歯車を評価するよう
にしても良い。
【００４４】このように外部記憶装置２１に伝達評価プ
ログラムなる解析プログラムを格納しておくことによ
り、設計時やシミュレーションに評価歯車を容易に評価
することができる。
ログラムなる解析プログラムを格納しておくことによ
り、設計時やシミュレーションに評価歯車を容易に評価
することができる。
【００４５】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、駆動軸の
速度変動許容値Ｖeを、前述した式により設定すること
で、駆動軸に大きな慣性モーメントを付加することなく
実機に促した機構系で駆動軸の適切な許容速度誤差を設
定し、対象となる評価歯車に合わせた歯車評価が可能と
なる。
速度変動許容値Ｖeを、前述した式により設定すること
で、駆動軸に大きな慣性モーメントを付加することなく
実機に促した機構系で駆動軸の適切な許容速度誤差を設
定し、対象となる評価歯車に合わせた歯車評価が可能と
なる。
【００４６】請求項２記載の発明によれば、駆動軸の速
度変動を計測しながら評価歯車の評価を実施し、速度変
動が許容値以内の場合のみ評価結果を出力することで、
歯車の評価結果の信頼性が向上する。
度変動を計測しながら評価歯車の評価を実施し、速度変
動が許容値以内の場合のみ評価結果を出力することで、
歯車の評価結果の信頼性が向上する。
【００４７】請求項３記載の発明によれば、駆動歯車単
体での回転剛性値を評価歯車単体の回転剛性値よりも大
きくすることで、速度変動許容値が大きくなり、駆動モ
ータにゆとりを持たせ、高精度な評価が可能となる。
体での回転剛性値を評価歯車単体の回転剛性値よりも大
きくすることで、速度変動許容値が大きくなり、駆動モ
ータにゆとりを持たせ、高精度な評価が可能となる。
【００４８】請求項４記載の発明によれば、歯車回転剛
性で、各歯車単体の剛性値に、歯車と軸との締結部の剛
性値も加えて設定することで、歯車回転剛性を実機に近
い形で与えることができ、適切な駆動軸許容速度誤差の
設定が可能となる。
性で、各歯車単体の剛性値に、歯車と軸との締結部の剛
性値も加えて設定することで、歯車回転剛性を実機に近
い形で与えることができ、適切な駆動軸許容速度誤差の
設定が可能となる。
【００４９】請求項５記載の発明によれば、歯車回転剛
性の設定で、駆動歯車と評価歯車の噛み合い状態（噛み
合い率）に応じて設定することで、歯車回転剛性を実機
に近い形で与えることができ、適切な駆動軸許容速度誤
差の設定が可能となる。
性の設定で、駆動歯車と評価歯車の噛み合い状態（噛み
合い率）に応じて設定することで、歯車回転剛性を実機
に近い形で与えることができ、適切な駆動軸許容速度誤
差の設定が可能となる。
【００５０】請求項６記載の発明によれば、歯車回転剛
性の設定で、軸回転方向の回転剛性に軸方向の倒れ剛性
を加えたものとすることで、歯車回転剛性を実機に近い
形で与えることができ、適切な駆動軸許容速度誤差の設
定が可能となる。
性の設定で、軸回転方向の回転剛性に軸方向の倒れ剛性
を加えたものとすることで、歯車回転剛性を実機に近い
形で与えることができ、適切な駆動軸許容速度誤差の設
定が可能となる。
【００５１】請求項７記載の発明によれば、評価歯車の
回転剛性を使用環境温度での剛性値になるように温度補
正した値とすることで、歯車回転剛性を実機に近い形で
与えることができ、適切な駆動軸許容速度誤差の設定が
可能となる。
回転剛性を使用環境温度での剛性値になるように温度補
正した値とすることで、歯車回転剛性を実機に近い形で
与えることができ、適切な駆動軸許容速度誤差の設定が
可能となる。
【００５２】請求項８記載の発明によれば、歯車評価許
容回転誤差Θeを回転検出器の分解能とすることで、歯
車評価許容回転誤差を最適に設定することができ、適切
な駆動軸許容速度誤差の設定が可能となる。
容回転誤差Θeを回転検出器の分解能とすることで、歯
車評価許容回転誤差を最適に設定することができ、適切
な駆動軸許容速度誤差の設定が可能となる。
【００５３】請求項９記載の発明によれば、歯車評価方
法の評価プログラムを記憶媒体に格納することで、駆動
軸に大きな慣性モーメントを付加することなく実機に促
した機構系で駆動軸の適切な許容速度誤差を設定し、対
象となる評価歯車に合わせた歯車評価方法の提供を容易
にできる。
法の評価プログラムを記憶媒体に格納することで、駆動
軸に大きな慣性モーメントを付加することなく実機に促
した機構系で駆動軸の適切な許容速度誤差を設定し、対
象となる評価歯車に合わせた歯車評価方法の提供を容易
にできる。
【００５４】請求項１０記載の発明によれば、駆動軸の
速度変動許容値Ｖeを、前述した式により設定すること
で、駆動軸に大きな慣性モーメントを付加することなく
実機に促した機構系で駆動軸の適切な許容速度誤差を設
定し、対象となる評価歯車に合わせた評価ができる歯車
評価装置を提供できる。
速度変動許容値Ｖeを、前述した式により設定すること
で、駆動軸に大きな慣性モーメントを付加することなく
実機に促した機構系で駆動軸の適切な許容速度誤差を設
定し、対象となる評価歯車に合わせた評価ができる歯車
評価装置を提供できる。
【図１】本発明の第一の実施の形態の歯車評価装置の概
略的な構成例を示す斜視図である。
略的な構成例を示す斜視図である。
【図２】そのコンピュータ構成例を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】歯車評価方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第二の実施の形態の歯車評価方法を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図５】本発明の第三の実施の形態に関する説明図であ
る。
る。
【図６】本発明の第三の実施の形態に関する説明図であ
る。
る。
【図７】本発明の第三の実施の形態に関する説明図であ
る。
る。
【図８】本発明の第三の実施の形態に関する説明図であ
る。
る。
【図９】本発明の第三の実施の形態に関する説明図であ
る。
る。
【図１０】本発明の第四の実施の形態を示すブロック図
である。
である。
１ 評価歯車 ２ 被駆動軸 ３ 駆動歯車 ４ 駆動軸 ７，８ 回転検出器 ２１ 記憶媒体
Claims (10)
- 【請求項１】 評価歯車が取り付けられる被駆動軸と前
記評価歯車と噛み合う駆動歯車が取り付けられた駆動軸
とのそれぞれに一定回転毎にパルス信号を発生させる回
転検出器を取り付け、各回転検出器の出力信号から前記
評価歯車を評価する歯車評価方法において、 前記駆動軸の速度変動許容値Ｖeを、次式 Ｖe ≦ Θe・Ｋ／（２・π・ｆ・Ｊ） ただし、Θe：歯車評価許容回転誤差 Ｋ ：歯車回転剛性 ｆ ：駆動軸の速度変動周波数 Ｊ ：駆動軸上換算の全慣性モーメント により設定するようにしたことを特徴とする歯車評価方
法。 - 【請求項２】 前記駆動軸の速度変動を計測しながら前
記評価歯車の評価を実行し、速度変動が許容値以内の場
合のみ評価結果を出力するようにしたことを特徴とする
請求項１記載の歯車評価方法。 - 【請求項３】 前記駆動歯車単体での回転剛性値を前記
評価歯車単体の回転剛性値よりも大きくしてあることを
特徴とする請求項１記載の歯車評価方法。 - 【請求項４】 前記歯車の回転剛性値は、前記駆動軸歯
車単体と前記評価歯車歯車単体との剛性値に、歯車と軸
との締結部の剛性値も加えて設定してあることを特徴と
する請求項１記載の歯車評価方法。 - 【請求項５】 前記歯車の回転剛性値は、前記駆動歯車
と前記評価歯車の噛み合い状態（噛み合い率）に応じて
設定してあることを特徴とする請求項１記載の歯車評価
方法。 - 【請求項６】 前記歯車の回転剛性値は、軸回転方向の
回転剛性に軸方向の倒れ剛性を加えて設定することを特
徴とする請求項１記載の歯車評価方法。 - 【請求項７】 前記評価歯車の回転剛性は使用環境温度
での剛性値になるように温度補正した値であることを特
徴とする請求項１記載の歯車評価方法。 - 【請求項８】 前記歯車評価許容回転誤差Θeを前記回
転検出器の分解能とすることを特徴とする請求項１記載
の歯車評価方法。 - 【請求項９】 評価歯車が取り付けられる被駆動軸と前
記評価歯車と噛み合う駆動歯車が取り付けられた駆動軸
とのそれぞれに一定回転毎にパルス信号を発生させる回
転検出器を取り付け、各回転検出器の出力信号から前記
評価歯車を評価するコンピュータにインストールされ、
前記コンピュータに、前記駆動軸の速度変動許容値Ｖe
を、次式 Ｖe ≦ Θe・Ｋ／（２・π・ｆ・Ｊ） ただし、Θe：歯車評価許容回転誤差 Ｋ ：歯車回転剛性 ｆ ：駆動軸の速度変動周波数 Ｊ ：駆動軸上換算の全慣性モーメント により設定する評価プログラムを実行させる機械読み取
り可能な記憶媒体。 - 【請求項１０】 評価歯車が取り付けられる被駆動軸と
前記評価歯車と噛み合う駆動歯車が取り付けられた駆動
軸とのそれぞれに一定回転毎にパルス信号を発生させる
回転検出器を取り付け、各回転検出器の出力信号から前
記評価歯車を評価する歯車評価装置において、 前記駆動軸の速度変動許容値Ｖeを、次式 Ｖe ≦ Θe・Ｋ／（２・π・ｆ・Ｊ） ただし、Θe：歯車評価許容回転誤差 Ｋ ：歯車回転剛性 ｆ ：駆動軸の速度変動周波数 Ｊ ：駆動軸上換算の全慣性モーメント により設定するようにしたことを特徴とする歯車評価装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001042609A JP2002243590A (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 歯車評価方法、歯車評価装置及び記憶媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001042609A JP2002243590A (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 歯車評価方法、歯車評価装置及び記憶媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002243590A true JP2002243590A (ja) | 2002-08-28 |
Family
ID=18904877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001042609A Pending JP2002243590A (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 歯車評価方法、歯車評価装置及び記憶媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002243590A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102706557A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-10-03 | 西北工业大学 | 一种多功能齿轮传动试验台 |
| CN104374567A (zh) * | 2013-08-13 | 2015-02-25 | 南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 | 旋转扭矩、径向力和轴向力综合加载试验方法及装置 |
| CN104502095A (zh) * | 2015-01-05 | 2015-04-08 | 盐城工学院 | 测量直齿轮啮合阻尼及其阻尼成分的方法 |
| CN104931257A (zh) * | 2015-06-17 | 2015-09-23 | 昆明理工大学 | 一种通过最小化信号频谱信息熵提取转速波动的方法 |
| CN105758635A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-07-13 | 内蒙古久和能源装备有限公司 | 风力发电机组传动链的转速震荡检测保护方法及装置 |
| JP2018179622A (ja) * | 2017-04-06 | 2018-11-15 | 東洋電機製造株式会社 | 制御装置 |
| CN109781042A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-05-21 | 西安交通大学 | 一种主轴回转误差测量装置 |
| WO2024005161A1 (ja) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | ポリプラスチックス株式会社 | 熱可塑性樹脂製歯車の実かみ合い率の算出方法、熱可塑性樹脂製歯車の摩擦係数の導出方法、熱可塑性樹脂製歯車の歯元温度の予測方法、及び熱可塑性樹脂製歯車の寿命予測方法 |
-
2001
- 2001-02-20 JP JP2001042609A patent/JP2002243590A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102706557A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-10-03 | 西北工业大学 | 一种多功能齿轮传动试验台 |
| CN104374567A (zh) * | 2013-08-13 | 2015-02-25 | 南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 | 旋转扭矩、径向力和轴向力综合加载试验方法及装置 |
| CN104502095A (zh) * | 2015-01-05 | 2015-04-08 | 盐城工学院 | 测量直齿轮啮合阻尼及其阻尼成分的方法 |
| CN104931257A (zh) * | 2015-06-17 | 2015-09-23 | 昆明理工大学 | 一种通过最小化信号频谱信息熵提取转速波动的方法 |
| CN105758635A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-07-13 | 内蒙古久和能源装备有限公司 | 风力发电机组传动链的转速震荡检测保护方法及装置 |
| JP2018179622A (ja) * | 2017-04-06 | 2018-11-15 | 東洋電機製造株式会社 | 制御装置 |
| CN109781042A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-05-21 | 西安交通大学 | 一种主轴回转误差测量装置 |
| WO2024005161A1 (ja) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | ポリプラスチックス株式会社 | 熱可塑性樹脂製歯車の実かみ合い率の算出方法、熱可塑性樹脂製歯車の摩擦係数の導出方法、熱可塑性樹脂製歯車の歯元温度の予測方法、及び熱可塑性樹脂製歯車の寿命予測方法 |
| WO2024004161A1 (ja) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | ポリプラスチックス株式会社 | 熱可塑性樹脂製歯車の実かみ合い率の算出方法、熱可塑性樹脂製歯車の摩擦係数の導出方法、熱可塑性樹脂製歯車の歯元温度の予測方法、及び熱可塑性樹脂製歯車の寿命予測方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040930 |