JP5211300B2 - 3軸歯車装置 - Google Patents
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Description
先ず、この発明に係る3軸歯車装置の前提となる、一般的な3軸歯車装置の基本構成と各歯車対の噛み合い位相差、及び噛み合い伝達誤差の計算例について説明する。
この場合、噛み合い位相差Δが0.5ピッチではないので、各歯車対の噛み合い伝達誤差(噛み合い伝達誤差波形TE12と噛み合い伝達誤差波形TE23を参照)を相殺することはできない。
(第1実施の形態)
図3は、この発明の第1実施の形態に係る3軸歯車装置の構成を示す概念説明図である。図4は、図3の3軸歯車装置を構成する歯面について示し、(a)は第1軸と第2軸の歯車対の相対歯面形状の説明図、(b)は第2軸と第3軸の歯車対の相対歯面形状の説明図である。図5は、図4の各歯車対の噛み合い伝達誤差波形のグラフによる説明図である。
なお、図4(a),(b)中に示した矢印は、噛み合い進行方向を表しており、各歯車対をはすば歯車とした場合、スタート(start)からエンド(end)へ向かう方向に噛み合いは進行する。
この発明の第2実施の形態に係る3軸歯車装置においては、各歯車対に施す異なる歯面修整として、圧力角修整に代えて捩れ角修整を行っている。その他の構成及び作用は、第1実施の形態に係る3軸歯車装置と同様である。
図7は、この発明の第2実施の形態に係る3軸歯車装置を構成する歯面について示し、(a)は第1軸と第2軸の歯車対の相対歯面形状の説明図、(b)は第2軸と第3軸の歯車対の相対歯面形状の説明図である。図8は、図7の各歯車対の噛み合い伝達誤差波形のグラフによる説明図である。
(第3実施の形態)
この発明の第3実施の形態に係る3軸歯車装置においては、噛み合い位相差Δに対する適正な圧力角修整FAを、その方向との関係に基づいて行うものである。その他の構成及び作用は、第1実施の形態に係る3軸歯車装置と同様である。
図9に示すように、第2軸O2の歯車12と第3軸O3の歯車13の歯車対の噛み合いが、第1軸O1の歯車11と第2軸O2の歯車12の歯車対の噛み合いに対し先行する場合において、その噛み合い位相差Δが法線ピッチの1/2となる点を境に、異なった圧力角修整を行う。
この場合には、第1軸O1の歯車11と第2軸O2の歯車12の歯車対の相対歯面形状TS12が駆動歯面、即ち、第1軸O1の歯車11の歯面基準で歯先当りとなるように、圧力角修整FA12(第1圧力角修整)を実施し、第2軸O2の歯車12と第3軸O3の歯車13の歯車対の相対歯面形状TS23が駆動歯面、即ち、第2軸O2の歯車12の歯面基準で歯元当りとなるように、圧力角修整FA12と実質的に同一量の圧力角修整FA23を実施する。
この場合には、第1軸O1の歯車11と第2軸O2の歯車12の歯車対の相対歯面形状TS12が駆動歯面、即ち、第1軸O1の歯車11の歯面基準で歯元当りとなるように、圧力角修整FA12(第1圧力角修整)を実施し、第2軸O2の歯車12と第3軸O3の歯車13の歯車対の相対歯面形状TS23が駆動歯面、即ち、第2軸O2の歯車12の歯面基準で歯先当りとなるように、圧力角修整FA12と実質的に同一量の圧力角修整FA23を実施する。
図9には、上述した当該規定とは逆方向に修整した場合の、圧力角修整FA12に対する逆方向圧力角修整FA12d、及び圧力角修整FA23に対する逆方向圧力角修整FA23dにおける修整量を、噛み合い位相差Δ=0.24の場合を一例として示してある。上述した当該規定とは逆方向に歯面修整を行った場合、噛み合い位相差Δを0.5ピッチに近づけるためには、上述した当該規定方向の修整量より大きな修整量が必要になる。
この発明の第4実施の形態に係る3軸歯車装置においては、噛み合い位相差Δに対する圧力角修整FAに代えて、噛み合い位相差Δに対する捩れ角修整FHを、その方向との関係に基づいて行うものである。その他の構成及び作用は、第3実施の形態に係る3軸歯車装置と同様である。
図11に示すように、第2軸O2の歯車12と第3軸O3の歯車13の歯車対の噛み合いが、第1軸O1の歯車11と第2軸O2の歯車12の歯車対の噛み合いに対し先行する場合において、その噛み合い位相差Δが法線ピッチの1/2となる点を境に、異なった捩れ角修整FHを行う。
この場合には、第1軸O1の歯車11と第2軸O2の歯車12の歯車対の相対歯面形状TS12が、駆動歯面、即ち、第1軸O1の歯車11の歯面基準で噛み合い終わり当たりとなるように、捩れ角修整FH12(第1捩れ角修整)を実施し、第2軸O2の歯車12と第3軸O3の歯車13の歯車対の相対歯面形状TS23が、駆動歯面、即ち、第2軸O2の歯車12の歯面基準で噛み合い始め当りとなるように、捩れ角修整FH12と実質的に同一量の捩れ角修整FA23を実施する。
この場合には、第1軸O1の歯車11と第2軸O2の歯車12の歯車対の相対歯面形状TS12が、駆動歯面、即ち、第1軸O1の歯車11の歯面基準で噛み合い終わり当りとなるように、捩れ角修整FH12(第1捩れ角修整)を実施し、第2軸O2の歯車12と第3軸O3の歯車13の歯車対の相対歯面形状TS23が、駆動歯面、即ち、第2軸O2の歯車12の歯面基準で噛み合い始め当りとなるように、捩れ角修整FH12と実質的に同一量の捩れ角修整FH23を実施する。
図9には、上述した当該規定とは逆方向に修整した場合の、捩れ角修整FA12に対する逆方向捩れ角修整FA12d、及び捩れ角修整FA23に対する逆方向捩れ角修整FA23dにおける修整量を、噛み合い位相差Δ=0.24の場合を一例として示してある。上述した当該規定とは逆方向に歯面修整を行った場合、噛み合い位相差Δを0.5ピッチに近づけるためには、上述した当該規定方向の修整量より大きな修整量が必要になる。
この発明の第5実施の形態に係る3軸歯車装置においては、第1軸O1の歯車11と第2軸O2の歯車12の正面噛み合い率εα12を、第2軸O2の歯車12と第3軸O3の歯車13の正面噛み合い率εα23と実質的に同一にし、第1軸O1の歯車11と第2軸O2の歯車12の重なり噛み合い率εβ12を、第2軸O2の歯車12と第3軸O3の歯車13の重なり噛み合い率εβ23と実質的に同一にしている。これにより、各歯車対の噛み合い伝達誤差TE12,TE23の振幅(伝達誤差振幅)を実質的に同一にすることができるので、各歯車対の噛み合い伝達誤差TE12,TE23に対するより大きな相殺効果を得ることができる。
また、第3実施の形態(図9参照)及び第4実施の形態(図11参照)に示した、噛み合い位相差Δに応じた適正な修整量は、各歯車対の相対の歯面修整量であるので、歯車対の一方の歯車を無修整として他方の歯車で修整を実施しても良いし、歯車対の各歯車に振り分けて修整を実施しても良い。
11 第1軸の歯車
12 第2軸の歯車
13 第3軸の歯車
O1 第1軸
O2 第2軸
O3 第3軸
TE12,TE23 伝達誤差波形
TS12,TS23 相対歯面形状
FA12,FA23 圧力角修整
FH12,FH23 捩れ角修整
Δ 噛み合い位相差
Claims (6)
- 第1軸の歯車と第2軸の歯車と第3軸の歯車を有し、
前記第1軸の歯車と前記第3軸の歯車はそれぞれ前記第2軸の歯車と噛み合うと共に、前記各軸が所定の角度で配置され、
前記第1軸の歯車と前記第2軸の歯車、及び前記第2軸の歯車と前記第3軸の歯車の各歯車対の噛み合いにより発生する回転変動のタイミングを遅らせるか或いは早める方向に、前記各歯車対の噛み合い位相差の大きさに応じて前記各歯車対に異なる歯面修整を実施し、前記各歯車対の噛み合い伝達誤差波形の位相を逆位相に近づけた
ことを特徴とする3軸歯車装置。 - 前記歯面修整として、
前記各歯車対の相対する歯車の修整量を同一、且つ、修整方向を歯形方向において逆方向にした圧力角修整を実施することを特徴とする請求項1に記載の3軸歯車装置。 - 前記歯面修整として、
前記各歯車対の相対する歯車の修整量を同一、且つ、修整方向を歯幅方向において逆方向にした捩れ角修整を実施することを特徴とする請求項1に記載の3軸歯車装置。 - 前記第2軸の歯車と前記第3軸の歯車の歯車対の噛み合いが、前記第1軸の歯車と前記第2軸の歯車の歯車対の噛み合いに対し先行する場合において、
噛み合い位相差が法線ピッチの1/2以下の場合、前記第1軸と前記第2軸の歯車対の相対歯面形状が駆動歯面の歯面基準で歯先当りとなるように、第1圧力角修整を実施し、前記第2軸と前記第3軸の歯車対の相対歯面形状が駆動歯面の歯面基準で歯元当りとなるように、前記第1圧力角修整と同一量の圧力角修整を実施することを特徴とする請求項2に記載の3軸歯車装置。 - 前記第2軸の歯車と前記第3軸の歯車の歯車対の噛み合いが、前記第1軸の歯車と前記第2軸の歯車の歯車対の噛み合いに対し先行する場合において、
噛み合い位相差が法線ピッチの1/2以下の場合、前記第1軸と前記第2軸の歯車対の相対歯面形状が駆動歯面の歯面基準で噛み合い終わり当りとなるように、第1捩れ角修整を実施し、前記第2軸と前記第3軸の歯車対の相対歯面形状が駆動歯面の歯面基準で噛み合い始め当たりとなるように、前記第1捩れ角修整と同一量の捩れ角修整を実施することを特徴とする請求項3に記載の3軸歯車装置。 - 前記第1軸の歯車と前記第2軸の歯車の正面噛み合い率を、前記第2軸の歯車と前記第3軸の正面噛み合い率と同一とし、前記第1軸の歯車と前記第2軸の歯車の重なり噛み合い率を、前記第2軸の歯車と前記第3軸の歯車の重なり噛み合い率と同一としたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の3軸歯車装置。
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