JPH0247528A

JPH0247528A - 歯車試験機

Info

Publication number: JPH0247528A
Application number: JP63197043A
Authority: JP
Inventors: Akira Ishibashi; 石橋　彰
Original assignee: Saga University NUC
Current assignee: Saga University NUC
Priority date: 1988-08-09
Filing date: 1988-08-09
Publication date: 1990-02-16
Also published as: JPH041298B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は歯車試験機、特に歯車の運転時の振動と騒音及
び耐久力等の運転性能試験機に関するものである。

（従来の技術）従来多く使用されている歯車運転性能試験機は、動力循
環式とブレーキ式とに大別される。ブレーキ式試験機は
高級な駆動装置とブレーキ装置を用いれば、試験歯車に
及ぼす外乱の影響を少なくすることができる。しかし、
出力がブレーキによって熱に変換されるので、エネルギ
ー損失が大きい。

また、長時間にわたって安定してブレーキを作動させる
ことも容易ではない。負荷試験能力を一定としたとき、
ブレーキ式試験機は次に述べる動力循環式試験機よりも
著しく大形となり、価格も高くなる。

（発明が解決しようとする問題点）動力循環式試験機は、一般に歯車を使って動力を循環さ
せる場合が多い。稀には油圧ポンプと油圧モータを用い
て動力を循環させる場合がある。

現在使用されている動力循環式歯車運転性能試験機の最
大の欠点は、運転騒音が著しく高いことである。最高級
精度の歯車を使用しても、騒音が９０ホ一ン以上になる
場合が多い。

（問題点を解決するための手段）動力循環式試験機が多大の騒音を発生する原因は現在の
ことろ未だ不明であるが、本発明者はこの原因を次のよ
うに考え、それを除去することで試験機の騒音の低下に
成功した。即ち、本発明者は試験歯車と動力循環歯車の
振動が、それらの軸を介して互いに増幅して大きな騒音
を発生する、と考えた。従って、動力循環歯車をなくし
てブレーキ式試験機とする代りに、振動を発生させない
だけでなく試験歯車から軸に伝わってきた振動を減衰さ
せる効果をもつ溝付ローラで動力を循環させるようにし
た。

本発明の目的は、高性能ではあるが高価でしかもエネル
ギー損失の大きいブレーキ式歯車運転性能試験機に代る
ことのできる安価でエネルギー損失の少ない高性能な歯
車運転性能試験機を提供するにある。

本発明は原動機と、原動機により駆動されて回転する前
段の多段■溝付ローラと、前段の多段■溝付ローラと連
結して回転し試験歯車の駆動歯車の装着時に駆動歯車を
回転させる駆動軸と、試験歯車の被動歯車の装着時に被
動歯車と駆動歯車との保合により回転する回転軸と、被
動歯車の非装着時に前段の多段■溝付ローラとの係合に
より回転し被動歯車の装着時に回転軸の回転と前段の多
段■溝付ローラとの係合とにより回転する後段の多段■
溝付ローラと、両多段■溝付ローラ間の距離を調節して
両多段■溝付ローラを係合又は離脱させる間隙調節手段
とを有することを特徴とする歯車試験機である。

本発明装置の操作にあたっては、原動機は前段の多段■
溝付ローラを回転させるとともに、駆動軸を介して一組
の試験歯車を回転させる第１の試験歯車と噛み合う第２
の試験歯車は、回転軸を介して後段の多段■溝付ローラ
を回転させる。試験歯車を装着しないで多段■溝付ロー
ラを押付けて回転させたときに、これらの多段■溝付ロ
ーラの基準ピッチ円筒直径ＤＩとＤ２が分る。第１の試
験歯車のピッチ円直径をｄＩ＝ｍＺＩ、第２の試験歯車
のピッチ円直径をｄ２＝ｍＺ２とする。試験歯車の歯数
比ｄｚ　／ｄ＋　＝Ｚ２　／ＺＩと、基準ピッチ円筒直
径比Ｄ２／Ｄ、とが等しくないようにすれば、多段■溝
付ローラを押付けたとき、試験歯車に負荷が加わる。こ
の負荷の値は、試験歯車の運転中に自由に変化させられ
る。

次に、試験歯車に要求される負荷を与える手段を第２〜
４図につき説明する。第２図は第１図の多段■溝付ロー
ラとピッチ円筒直径り、、Ｄ２を示す。第３図は、１つ
の■溝の半径方向の力ｆ、と溝に直角な方向に作用する
２つの力ｐ、を示す。

溝の数をｎとすれば、溝の側面に作用する力の合計Ｐは
次式である。

ただし、Ｆは１対の多段溝付ローラの押付力、θは溝側
面の傾き角である。

次に、押付力Ｆを溝付ローラに加えたときに、試験歯車
に加わる負荷トルクの計算式を示す。第４図は、転がり
ながら滑る接触面におけるトラクション係数μ＝Ｓ／Ｐ
を滑り率 ε＝（Ｄｌ−ｄｌＤ２／ｄ２）／ｄＩで示した説明図で
ある。第１の試験歯車に負荷トルクＴ１を発生させるた
めには、次式を満たす押付力Ｆを与えなければならない
。

トラクション係数μは、押付力Ｐ及び滑り率ε。

によって変化する。例えば、第４図においてεを一定の
ε。として押付力ＰをＰＩ、Ｐ２．Ｐ３と大きくすると
、トラクション係数はμｍ、μ２゜μ３と大きくなり、
負荷トルクＴ、も式（３）から判るように太き（なる。

即ち、多段■溝付ローラのピッチ円筒直径り、とＤ２及
び試験歯車のピッチ円直径ｄ、、ｄ２から決る滑りεは
一定値ε。となるが、溝付ローラの押付力Ｆを変化させ
ることによって、■溝の側面押付力Ｐとトラクション係
数μが変化して、負荷トルクＴ１が適当に選定できるよ
うになる。この負荷トルクを与えるときには、溝付ロー
ラがくさびの作用で食込んで滑らかに回転するので、試
験歯車に振動を伝えるというようなことがない。また、
滑り率ε。の値としては０．０５〜０．１５程度を選ぶ
ので、試験歯車からの出力の９５〜８５％の動力が回収
されて第１の試験歯車（駆動歯車）を回転するのに利用
される。即ち、動力の大部分が循環して使用されるので
、エネルギーが全く回収されないブレーキ式歯車試験機
に比べてエネルギー損失が著しく少なくなる。

本発明装置は歯車の振動、騒音及び耐久力等の試験機と
して使用できる。

多段Ｖ溝付ローラ及び試験歯車数は２箇に限らず、３箇
以上でも良い。

（作　用）一組の試験歯車に加える負荷は、第１及び第２の試験歯
車の回転中に間隙調節ネジを回転させることによって、
自由に変え得る。また、駆動歯車で発生させられた第２
の試験歯車（被動歯車）の振動は、回転軸から後段の多
段■溝付ローラ、前段の多段■溝付ローラ及び駆動軸を
介して駆動歯車に循環し難くなっている。その理由は、
多段■溝付ローラの接触部には、油膜を形成しながら、
模状に食込んでいるので、振動を減衰させる有効な作用
がある為である。

（実施例）以下、本発明を実施例につきさらに詳細に説明する。

冥■ｌ壓１本発明の歯車試験機の一例を第１図に示す。第１図にお
いて、駆動モータ１は前段の多段■溝付ローラ２を回転
させるとともに、駆動軸３を介して一組の試験歯車４，
５を回転させる。第１の試験歯車４と噛み合う第２の試
験歯車５は、回転軸６を介して後段の多段■溝付ローラ
７を回転させる。試験歯車４，５を装着しないで、多段
Ｖ溝付ローラ７を多段■溝付ローラ２に押付けて相互に
係合させて回転させたときに、これらの多段■溝付ロー
ラ２，７の基準ピッチ円筒直径り、、Ｄ２が分る。第１
の試験歯車４のピッチ円直径をｄｌ−ｍＺ、とじ、第２
の試験歯車５のピッチ円直径をｄ２＝ｍＺ２．とする。

試験歯車４，５の歯数比ｄｚ　／ｄ　ｌ　＝Ｚｚ　／Ｚ
ｌ　と、基準ピッチ円筒直径比り、／Ｄ、とが等しくな
いようにすれば、多段■溝付ローラ７を多段■溝付ロー
ラに押付けたとき、試験歯車４．５に負荷が加わる。

試験歯車４．５に加わる負荷は、試験歯車４゜５の回転
中に間隙調節ネジ８，９を回転させることによって任意
に変え得る。駆動歯車４で発生させられた被動歯車５の
振動は、多段■溝付ローラフの接触部には油膜を介しな
がら多段■溝付ローラ２の接触部が模状に食込んでいる
為、回転軸５から多段■溝付ローラフ、２及び駆動軸３
を介して駆動歯車５に循環し難い。回転軸６は前後部に
カップリング１４．１６を設け、前部カンプリング１４
は撓み弐とし、後部カップリング１６は固定式とする。

回転軸の軸受１５は回転軸６の曲げ変形を防止する為、
球面座付とする。多段■溝付ローラ２゜７には固定ケー
シング１１及び可動ケーシング１２を夫々設ける。

試験歯車４．５に実際にどれほどの負荷が加わっている
かは、回転軸６に貼付けたストレーンゲージの電気抵抗
変化をスリンプリング１７を介し、ストレーンメータ１
８で測定する。振動は試験歯車軸に取付けた振動検出器
１９で検出し、得た信号を増増幅２０で増幅し、高速フ
ーリエ解析装置２１で解析して記録する。騒音はマイク
ロホン２２で検出し、フーリエ解析装置２１に送る。駆
動モータ１の回転数は、速度ピックアップ２３で検出し
、回転計２４で表示するとともに、フーリエ解析装置２
１に送って解析に利用する。

（発明の効果）本発明の試験機は試験歯車に加える負荷力を、一対の多
段■溝付ローラを用いて試験歯車に振動等の外乱を殆ん
ど全く与えないで、循環させて使用する為、試験歯車の
駆動側及び負荷側の動力伝達軸のトルク変動が殆んど試
験歯車に原因するだけのものとなり、精密な試験を行な
うことができる。また、発生する騒音が低いだけでなく
、負荷部に原因する振動が殆んど全く発生しないので、
試験歯車に及ぼす外乱を最小限にすることができる。従
って、エネルギー損失が少いのみならず、従来の歯車運
転性能試験機よりも格段に正確な性能試験を行なうこと
ができる。

本発明の試験機は、同じ試験歯車について運転試験を行
なった場合、従来の歯車運転性能試験機に比較して、５
ホ一ン以上騒音を低くすることができる。

本発明の試験機は、特に動力伝達用歯車試験機として有
用である。

以上、本発明を特定の例につき説明したが、本発明の広
汎な精神と視野を逸脱することなく、種々な変更と修整
を成し得ること勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の歯車試験機の一例を示す線図的平面図
、第２図は本発明の試験機に用いる一組の多段■溝付ロー
ラを示す側面図、第３図は多段■溝付ローラの一つの■溝に使用する力を
示す説明図、第４図は多段Ｖ溝付ローラの滑り率εとトラクション係
数μとの関係を押付力Ｐをパラメータとして示す特性線
図である。１・・・原動機２．７・・・多段■溝付ローラ３・・・駆動軸　　　　　　　４，５・・・試験歯車６
・・・回転軸　　　　　　　８．９・・・間隙調節ネジ
１１・・・固定ケーシング　　　１２・・・可動ケーシ
ング１４・・・撓み式カップリング　１６・・・固定カ
ップリング１７・・・スリンプリンク１８・・・ストレ
ーンメータ１９・・・振動検出器　　　　　２０・・・
増幅器２１・・・フーリエ解析装置　　２２・・・マイ
クロホン２３・・・速度ピックアップ　　２４・・・回
転計第２図第３図第４図 ε。 □滑り牽

Claims

【特許請求の範囲】

１、原動機と、原動機により駆動されて回転する前段の
多段Ｖ溝付ローラと、前段の多段Ｖ溝付ローラと連結し
て回転し試験歯車の駆動歯車の装着時に駆動歯車を回転
させる駆動軸と、試験歯車の被動歯車の装着時に被動歯
車と駆動歯車との係合により回転する回転軸と、被動歯
車の非装着時に前段の多段Ｖ溝付ローラとの係合により
回転し被動歯車の装着時に回転軸の回転と前段の多段Ｖ
溝付ローラとの係合とにより回転する後段の多段Ｖ溝付
ローラと、両多段Ｖ溝付ローラ間の距離を調節して両多
段Ｖ溝付ローラを係合又は離脱させる間隙調節手段とを
有することを特徴とする歯車試験機。