JP2006010600A - Method and tool for testing breakage strength of gear tooth - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、歯車の歯折れ強度(歯が折れるときの強度)を調べる歯折れ強度試験方法と、その方法を簡単に実施でき、また、はすば歯車についても安定した試験を行うことができる歯折れ強度試験治具に関する。 According to the present invention, a method for testing the breaking strength of a gear (strength when a tooth is broken), a method for testing the breaking strength of the gear, and the method can be easily implemented, and a stable test can be performed on a helical gear. The present invention relates to a fracture strength test jig.
金属の圧粉体を焼結して得られる焼結歯車は、溶製金属で形成する歯車に比べて歯の強度にばらつきが生じ易い。従って、品質保証のために、製造した歯車について歯折れ強度が要求通りに確保されているか否かを検査する必要がある。 Sintered gears obtained by sintering metal compacts are more likely to have variations in tooth strength compared to gears formed from molten metal. Therefore, for quality assurance, it is necessary to inspect whether or not the broken gear strength is ensured as required for the manufactured gear.
この歯折れ強度試験方法(特に規定された方法はない)に関し、下記特許文献1は、一般的に用いられる方法を紹介し、その方法の不具合を解消する歯車負荷試験装置を提案している。この特許文献1が開示している歯車負荷試験装置は、支持台で支持した回動シャフトに被試験歯車を固定し、この被試験歯車を被試験歯車よりも高強度の固定歯車に噛み合わせ、前記回動シャフトに半円状のフライホイールで回転モーメントを付与し、この状態で支持台を加振機で加振して被試験歯車の歯に衝撃荷重を加え、歯が破壊されたときの付与荷重を求めて歯の強度が要求を満たすか否かを検査する。 With respect to this breaking strength test method (no specific method is specified), Patent Document 1 below introduces a commonly used method and proposes a gear load test apparatus that solves the problems of the method. The gear load testing device disclosed in Patent Document 1 fixes a gear to be tested to a rotating shaft supported by a support, and meshes the gear to be tested with a fixed gear having a higher strength than the gear to be tested. When a rotational moment is applied to the rotating shaft with a semicircular flywheel, the support base is vibrated with a shaker in this state, an impact load is applied to the teeth of the gear to be tested, and the teeth are destroyed. The applied load is determined to check whether the tooth strength meets the requirement.
また、下記特許文献2は、試験歯車の両側に一対のラックを噛合させ、試験歯車をラック長手方向に押し引きして試験歯車の歯に荷重を繰り返して与える歯車曲げ疲労試験方法と装置を開示しており、この方法や装置を使用して歯折れ強度を測定することもできる。
しかしながら、特許文献1や特許文献2が開示している方法は、専用の試験装置を必要とする。また、試験歯車のセッティングや試験歯車の種類やサイズが変わったときの段取り替えなどが面倒で検査効率も高め難い。
一般的な強度試験機は、垂直方向に荷重をかけるものが多い。この垂直方向の荷重をかける一般的な強度試験機を用いて簡単に歯折れ強度を調べることができれば、既存の強度試験機を使用することが可能になり、経済負担を軽減できる。また、試験歯車のセッティングや試験歯車の種類やサイズが変わったときの段取り替えが簡単になれば試験の効率を向上させることができるが、上記特許文献1や特許文献2に開示された試験方法や装置ではその要求に応えることができない。
Many general strength testing machines apply a load in the vertical direction. If the breaking strength can be easily checked using a general strength tester that applies a load in the vertical direction, an existing strength tester can be used, and the economic burden can be reduced. Further, if the setting of the test gear and the setup change when the type and size of the test gear are changed, the efficiency of the test can be improved. However, the test methods disclosed in Patent Document 1 and
そこで、この発明は、一般的な強度試験機を用いて効率良く試験を行え、また、試験歯車がはすば歯車であっても安定した試験が行える歯車の歯折れ強度試験方法と歯折れ強度試験治具を提供することを課題としている。 Therefore, the present invention is capable of performing an efficient test using a general strength testing machine, and a gear tooth breakage strength test method and a tooth breakage strength capable of performing a stable test even if the test gear is a helical gear. It is an object to provide a test jig.
上記の課題を解決するため、この発明においては、水平向きにした試験歯車の外周の一部を受け台の上面に設けたセット溝に落ち込ませ、そのセット溝の左右の縁で前記試験歯車の中心対称位置の歯を受け支え、この状態で前記試験歯車に垂直方向の荷重を加え、前記セット溝の縁で支えた歯が折れたときの付与荷重から試験歯車の歯折れ強度を調べる歯車の歯折れ強度試験方法を提供する。 In order to solve the above problem, in the present invention, a part of the outer periphery of the test gear that is horizontally oriented is dropped into a set groove provided on the upper surface of the receiving table, and the right and left edges of the set groove have the test gear. The gear of the gear for examining the breaking strength of the test gear from the applied load when the tooth supported at the edge of the set groove is broken by applying a vertical load to the test gear in this state. To provide a method for testing the fracture strength.
また、上面にセット溝を設けた受け台と、前記セット溝の直上に配置する加圧子とを有し、水平向きにした試験歯車の外周の一部を前記セット溝に落ち込ませて前記セット溝の左右の縁で前記試験歯車の中心対称位置の歯を受け支え、この状態で前記加圧子を試験歯車の上部に載せ、加圧子経由で試験歯車に試験機から垂直荷重を加えて前記セット溝の縁で支えた歯が折れたときの付与荷重から試験歯車の歯折れ強度を調べるようにした歯車の歯折れ強度試験治具も併せて提供する。 In addition, the set groove includes a cradle having a set groove on the upper surface and a pressurizer arranged immediately above the set groove, and a part of the outer periphery of the test gear that is horizontally oriented is dropped into the set groove. The left and right edges of the test gear support and support the teeth at the center symmetrical position of the test gear. In this state, the pressurizer is placed on top of the test gear, and a vertical load is applied to the test gear from the test machine via the pressurizer. Also provided is a gear breaking strength test jig in which the breaking strength of the test gear is examined from the applied load when the teeth supported by the edges of the gear are broken.
この歯折れ強度試験治具は、セット溝の左右の縁を、はすば歯車(ここでは、ねじ歯車も含めてはすば歯車と言う)の歯のねじれ角に対応した角度で相反する向きに傾斜させると、はすば歯車の歯折れ強度試験を安定して行える。 This bending strength test jig has opposite directions on the left and right edges of the set groove at an angle corresponding to the helical twist angle of a helical gear (here, a helical gear including a screw gear). When it is inclined to, the helical gear tooth breakage strength test can be performed stably.
この歯折れ強度試験治具のより好ましい形態を以下に記す。
(1)前記受け台に、この受け台で支えた試験歯車の一端面と他端面をそれぞれ受けて試験歯車の軸方向移動を阻止するストッパを備えさせる。
(2)受け台と加圧子を支持する基台を含ませ、前記受け台を基台に対して着脱自在となしてこの受け台を試験歯車の種類、サイズに合ったものと交換可能となす。
(3)前記受け台に、前記セット溝を設けた第1領域とセット溝のない第2領域を備えさせ、前記セット溝からの試験歯車の溝長手方向突出部を第1領域よりも高さを低くした第2領域の上方に配置する。
A more preferable form of this bending strength test jig will be described below.
(1) The cradle is provided with a stopper for receiving the one end surface and the other end surface of the test gear supported by the cradle and preventing the test gear from moving in the axial direction.
(2) A base that supports the cradle and the pressurizer is included, and the cradle can be freely attached to and detached from the base so that the cradle can be replaced with one that matches the type and size of test gear. .
(3) The cradle is provided with a first region provided with the set groove and a second region without the set groove, and the groove longitudinal protrusion of the test gear from the set groove is higher than the first region. It is arranged above the second region where the height is lowered.
この発明の歯折れ強度試験方法及び試験治具は、試験歯車の中心対称位置の歯を受け台に設けたセット溝の左右の縁で受け支えて試験歯車に上から荷重を加えるので、一般的な強度試験機を使用して試験を行うことができる。 According to the present invention, the bending strength test method and the test jig apply a load to the test gear from above by supporting it with the left and right edges of the set groove provided in the cradle of the test gear at the center symmetrical position. The test can be performed using a simple strength tester.
また、歯車を受け台に設けたセット溝にはめるだけで試験歯車のセッティングが完了し、セッティングの作業がいたって簡単である。試験歯車の種類、サイズの変化に対しては、受け台を交換することで対応することができるので試験歯車の種類やサイズが変わったときの段取り替えも簡単であり、試験の効率を高めることも可能になる。 The setting of the test gear is completed simply by fitting the gear into the set groove provided on the cradle, and the setting work is simple. Changing the type and size of the test gear can be handled by exchanging the cradle, so it is easy to change the setup when the type and size of the test gear changes, and increase the efficiency of the test. Is also possible.
なお、はすば歯車は、セット溝の左右の縁によって受け支えられる中心対称位置の2つの歯の傾斜方向が反対向きになるので、平歯車用のセット溝を設けた受け台にセットすると、歯が一点で支持されて支持が不安定になり、荷重による歯車の動きが生じて安定した試験を行うことができない。そこで、セット溝の左右の縁を相反する向きに傾むけた受け台を使用する。その受け台を使用すると、はすば歯車の安定支持が可能になり、中心対称位置の2つの歯に均一に荷重が加わって試験の安定性と信頼性が良くなる。 In addition, since the helical gear is set to the cradle provided with the set groove for the spur gear, the inclination directions of the two teeth at the center symmetrical position supported by the left and right edges of the set groove are opposite to each other. The tooth is supported at one point and the support becomes unstable, and the gear movement due to the load occurs, and a stable test cannot be performed. Therefore, a cradle tilted in the opposite direction of the left and right edges of the set groove is used. When the cradle is used, the helical gear can be stably supported, and the load is uniformly applied to the two teeth at the centrally symmetric position, thereby improving the stability and reliability of the test.
相反する向きに傾斜したセット溝の縁で中心対称位置の歯を受け支え、この状態ではすば歯車に垂直荷重を加える試験治具は特に、上記の(1)のストッパが有効になる。その理由は次項で述べる。 The stopper (1) described above is particularly effective for the test jig that supports the tooth at the center symmetrical position at the edge of the set groove inclined in the opposite direction and applies a vertical load to the helical gear in this state. The reason will be described in the next section.
このほか、受け台を基台に着脱自在に取り付けて交換可能となしたものは、同一試験治具で試験歯車の種類、サイズの変動に対応することができる。 In addition, the detachable attachment of the cradle to the base can cope with variations in the type and size of the test gear with the same test jig.
また、受け台に第1領域とその第1領域よりも高さの低い第2領域を備えさせて、セット溝からの試験歯車の溝長手方向突出部を第2領域の上方に配置するようにしたものは、試験する歯以外の歯が試験治具と干渉することを防止して段付き歯車(異径歯車を一体に直列に形成した歯車)の歯折れ強度試験を行うことができる。 Further, the cradle is provided with a first region and a second region having a height lower than that of the first region, and the groove longitudinal protrusion of the test gear from the set groove is disposed above the second region. In this case, it is possible to prevent the teeth other than the tooth to be tested from interfering with the test jig and to perform the tooth break strength test of the stepped gear (a gear in which different diameter gears are integrally formed in series).
以下、この発明の実施の形態を添付図面の図1〜図4に基づいて説明する。例示の歯折れ強度試験治具は、はすば歯車の歯折れ強度試験を行うためのものであって、スタンド2を有する基台1と、この基台1上に設けた受け台5と、受け台5を固定する摘まみ付きねじ10と、試験歯車(はすば歯車)Aに上部から垂直荷重を加える加圧子11とを備えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. An exemplary tooth break strength test jig is for performing a tooth break strength test of a helical gear, and includes a base 1 having a
スタンド2は、その上部に片持ち構造の張出部3を有し、その張出部3にガイド孔4(図3参照)を設けてそのガイド孔4に加圧子11を上下動可能に挿入している。
The
受け台5は、第1領域5aの上面にセット溝6を設け、さらに、第1領域5aの前方に第1領域5aよりも高さの低い第2領域5bを設けたものを使用している。例示の試験歯車Aは、2つの異径はすば歯車を一体に形成した段付き歯車であり、試験する歯以外の歯が治具と干渉する虞があるので、その干渉を回避するために(第2領域を逃がすために)第2領域5bの高さを第1領域よりも低くしたが、試験歯車Aが通常の平歯車である場合には第2領域は特に必要でない。
The
セット溝6は、前後方向に延びて第1領域5aの前端面に開放する溝であり、溝幅は一定している。また、このセット溝6の左右の縁6a、6bは、一方の縁6aが前上がりに、他方の縁6bが前下がりに傾斜している。この左右の縁6a、6bの傾斜角θ1 、θ2 は、試験するはすば歯車の歯のねじれ角に対応させた角度にしており、両角度θ1 、θ2 は等しい。
The
セット溝6の溝幅Wは、中心線Cに対して左右にほぼ45°振れた位置(図1のαが約45°の位置)にある歯間の溝に左右の縁6a、6bがそれぞれ入り込むように設定すると、試験歯車Aの支持が特に安定し、理想的な試験が行える。
The groove width W of the
例示の歯折れ強度試験治具は、はすば歯車用であるので、受け台5に試験歯車Aの両端面を受け支えるストッパ7、8を含ませている。そのストッパ7、8は、加工の容易化のために独立した部品を締結ボルト9で受け台5に取り付けているが、受け台5と一体に形成されたものでもよい。
Since the illustrated broken strength test jig is for a helical gear, the
ストッパ7、8を組み合わせた受け台5は、スタンド2に貫通させた摘まみ付きねじ10を螺合させてその摘まみ付きねじ10で基台1に固定しており、摘まみ付きねじ10を外して基台1から取り外すことができる。この受け台5は、試験歯車の種類やサイズに合ったものを複数個準備しておき、その中から最適なものを選択して使用する。1本の摘まみ付きねじ10を操作するだけで受け台5の着脱を行えるので、試験歯車の種類やサイズが変わったときの段取り替えはいたって簡単である。
The
以上のように構成した歯折れ強度試験治具のセット溝6に試験歯車(はすば歯車)Aをセットし、その試験歯車Aの上部に加圧子11を当てる。そして、強度試験機(これは汎用の万能試験機でよい)から加圧子11に垂直荷重を加える。試験歯車Aは、中心対称位置の歯がセット溝6の左右の縁6a、6bによって支持されており、その歯に試験歯車Aに加えた荷重が伝わる。
A test gear (helical gear) A is set in the
付与した垂直荷重が耐力の限界を越えると荷重を受けた歯が折れ、そのときの付与荷重を確認すれば歯折れ強度が要求値を満たしているか否かがわかる。 When the applied vertical load exceeds the limit of the proof stress, the tooth receiving the load breaks, and by confirming the applied load at that time, it can be determined whether the broken strength meets the required value.
なお、図示の試験装置は、セット溝の縁6a、6bが相反する向きに傾斜しているため、試験機から垂直荷重を加えたときに試験歯車Aが回転しようとするが、その回転を阻止するストッパ7、8が設けられているので、試験は安定して行える。
In the illustrated test apparatus, since the
図5は、平歯車用歯折れ強度試験治具の受け台である。この受け台5に設けるセット溝6は、左右の縁6a、6bが水平かつ平行に配置された溝にする。
FIG. 5 is a cradle for the spur gear breaking strength test jig. The
1 基台
2 スタンド
3 張出部
4 ガイド孔
5 受け台
5a 第1領域
5b 第2領域
6 セット溝
6a、6b セット溝の縁
7、8 ストッパ
9 締結ボルト
10 摘まみ付ねじ
11 加圧子
A 試験歯車
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
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JP2004190880A JP2006010600A (en) | 2004-06-29 | 2004-06-29 | Method and tool for testing breakage strength of gear tooth |
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