JP2006242211A - 伝動歯車及びその製作方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 駆動歯車と被動歯車とのかみ合い部の歯形を、かみ合い干渉を回避した歯形に修整して歯車を製作する歯車において、駆動歯車及び被動歯車のいずれか一方または双方について、歯先部及び歯元部のうち少なくとも歯先部の歯形修整を行なうための修整パラメータを、かみ合い時における歯のかみ合い剛性及び歯の撓み及び歯形のインボリュート歯形からの偏位の関数であるかみ合い起振力を算出し、該かみ合い起振力が最小となる修整パラメータに設定して歯形修整を行なうことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
前記のような歯のかみ合い騒音やトロコイド干渉を回避するため、歯形の加工後、歯元部や歯先部に逃げ加工による修整を施す手段が提供されているが、単に歯元部や歯先部に逃げ加工による修整を施すのみでは、修整量が過小なため前記かみ合い騒音やトロコイド干渉を確実に回避できなっかたり、あるいは修整量が過大となって歯の曲げ強度が低下する等の問題が発生する。
尚、前記特許文献1(特開昭57−20522号公報)には、前記のようなかみ合い騒音やトロコイド干渉を回避するための歯形修整については、触れられていない。
(1)前記歯形修整は、前記修整パラメータの仮設定値に基づきかみ合い時における歯の荷重分布を算出し、この荷重分布を用いて前記かみ合い起振力を算出することを繰り返して、該かみ合い起振力が最小となる修整パラメータを目標修整パラメータとして選出することにより行なう。
(2)前記修整パラメータは、歯先部あるいは歯元部のインボリュート歯形からの歯形方向切込み量(C,C1)と歯先部あるいは歯元部からの歯丈方向切込み長さ(L,L1)によって設定し、かつ該歯形方向切込み量(C,C1)と歯丈方向切込み長さ(L,L1)とを関連させて設定する。
(4)前記歯先部における修整パラメータを、前記歯形方向切込み量(C)を該歯先部における歯の撓み量の相当量、歯丈方向切込み長さ(L)を0.5m(mは歯車のモジュール)にそれぞれ設定する。
かみ合い時における歯のかみ合い剛性及び歯の撓み及び歯形のインボリュート歯形からの偏位の関数としてのかみ合い起振力を最小とすることにより、該かみ合い起振力に歯形のインボリュート歯形からの偏位及び歯の撓みをを盛り込むことによって、駆動歯車あるいは被動歯車のかみ合い時における歯形同士の干渉を回避でき、該かみ合い起振力に歯のかみ合い剛性及び歯の撓みを盛り込むことによって、前記かみ合い時における歯の応力を許容応力以下の応力に保持するような歯形に歯形修整を行なうことができる。
これにより、歯車強度を所要強度に保持しつつ、かみ合い騒音やトロコイド干渉を確実に回避可能な高精度の歯形修整がなされた伝動歯車が得られる。
図7において、5はガスタービン、1は該ガスタービン5起動用のモータであり、該ガスタービン5の回転軸6にトルクコンバータ4及び駆動歯車2と被動歯車3とを備えた増速歯車機構20を介してモータ1を連結し、ガスタービン5の起動時にモータ1の回転力を増速歯車機構20にてガスタービン5の規定回転数に増速し、トルクコンバータ4を介してガスタービン5に伝達するようになっている。2aは前記駆動歯車2の中心(モータ1の回転中心)、3aは前記被動歯車3の中心(回転軸6の回転中心)である。
図1は本発明の実施例に係る伝動歯車の歯形修整手順を示すフローチャート、図2は 前記実施例における歯車の歯形修整部の第1例を示す歯の部分断面図、図3は前記実施例における歯車の歯形修整部の第2例を示す歯の部分断面図、図4は前記実施例における歯車のかみ合い剛性の例を示す線図である。
ここで、以下においては駆動歯車2の歯形修整方法について説明するが、被動歯車3についても駆動歯車2と全く同様な方法で歯形修整が可能である。
次いで、歯21の修整パラメータ、即ち図2に示す歯先21aのインボリュート歯形からの歯形方向切込み量Cと該歯先21aからの歯丈(図2及び図3のS)方向切込み長さLの初期値を入力する(ステップ(2))。
次いで、駆動歯車2と被動歯車3との歯当たり、即ち図6においてかみ合い作用線Hに沿うかみ合い時における歯当たりの解析を行ない、かみ合い長さにおけるかみ合い時の荷重分布を算出する(ステップ(3))。
次いで、前記算出結果を用いて、次の式によってかみ合い起振力feを算出する(ステップ(5))。
fe=−k0(θ)・Δ+k(θ)・e(θ)
図5は作用線Hの長さを種々変えた場合のかみ合い起振力feのシミュレーション計算結果を示し、(A)は図2のように歯先部を修整した場合、(B)は前記歯先部に加えて後述するように歯元部修整した場合をそれぞれ示す。
図5(A)、(B)において、Fは本発明の前記実施例の場合、F0は従来技術の場合をそれぞれ示す。
以上の手順によって算出した歯先部の修整パラメータである歯形方向切込み量C及び歯丈S方向の切込み長さLを用いて、図2のような歯型修整を該駆動歯車2及び被動歯車3のそれぞれについて施す。
該かみ合い起振力feに歯形のインボリュート歯形からの偏位e及び歯の撓みΔを盛り込むことによって、駆動歯車2あるいは被動歯車3のかみ合い時における歯形同士の干渉を回避でき、該かみ合い起振力feに歯21(あるいは31)のかみ合い剛性k及び歯の撓みΔを盛り込むことによって、前記かみ合い時における歯の応力を許容応力以下の応力に保持するような歯形に歯形修整を行なうことが可能となる。
これにより、歯車強度を所要強度に保持しつつ、かみ合い騒音やトロコイド干渉を確実に回避可能な高精度の歯形修整がなされた伝動歯車を得ることができる。
2 駆動歯車
3 被動歯車
4 トルクコンバータ
5 ガスタービン
20 増速歯車機構
21 駆動歯車の歯
21a 駆動歯車の歯先
21b 駆動歯車の歯元(歯底)
31 被動歯車の歯
31a 被動歯車の歯先
31b 被動歯車の歯元(歯底)
H 作用線
C、C1 歯形方向切込み量
L、L1 歯丈方向切込み長さ
S 歯丈
Claims (5)
- 駆動歯車と被動歯車とのかみ合い部の歯形を、かみ合い干渉を回避した歯形に修整して歯車を製作する歯車の製作方法において、前記駆動歯車及び被動歯車のいずれか一方または双方について、歯の歯先部及び歯元部のうち少なくとも歯先部の歯形修整を行なうための修整パラメータを、かみ合い時における歯のかみ合い剛性及び歯の撓み及び歯形のインボリュート歯形からの偏位の関数であるかみ合い起振力を算出し、該かみ合い起振力が最小となる修整パラメータに設定して歯形修整を行なうことを特徴とする伝動歯車の製作方法。
- 前記歯形修整は、前記修整パラメータの仮設定値に基づきかみ合い時における歯の荷重分布を算出し、この荷重分布を用いて前記かみ合い起振力を算出することを繰り返して、該かみ合い起振力が最小となる修整パラメータを目標修整パラメータとして選出することにより行なうことを特徴とする請求項1記載の伝動歯車の製作方法。
- 前記修整パラメータは、歯先部あるいは歯元部のインボリュート歯形からの歯形方向切込み量(C,C1)と歯先部あるいは歯元部からの歯丈方向切込み長さ(L,L1)によって設定し、かつ該歯形方向切込み量(C,C1)と歯丈方向切込み長さ(L,L1)とを関連させて設定することを特徴とする請求項1記載の伝動歯車の製作方法。
- 前記歯先部における修整パラメータを、前記歯形方向切込み量(C)を該歯先部における歯の撓み量の相当量に、歯丈方向切込み長さ(L)を0.5m(mは歯車のモジュール)にそれぞれ設定することを特徴とする請求項3記載の伝動歯車の製作方法。
- 駆動歯車と被動歯車とのかみ合い部の歯形を、かみ合い干渉を回避した歯形に修整してなる伝動歯車において、前記駆動歯車及び被動歯車のいずれか一方または双方を、歯の歯先部及び歯元部のうち少なくとも歯先部に、インボリュート歯形からの歯形方向切込み量(C)を該歯先部における歯の撓み量の相当量に、歯丈方向切込み長さ(L)を0.5m(mは歯車のモジュール)にそれぞれ設定して歯形修整を施した歯形修整歯車に構成したことを特徴とする伝動歯車。
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