JPH02648B2 - - Google Patents

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JPH02648B2
JPH02648B2 JP54089457A JP8945779A JPH02648B2 JP H02648 B2 JPH02648 B2 JP H02648B2 JP 54089457 A JP54089457 A JP 54089457A JP 8945779 A JP8945779 A JP 8945779A JP H02648 B2 JPH02648 B2 JP H02648B2
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JP
Japan
Prior art keywords
tooth
gear
measurement
measurement points
height
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP54089457A
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English (en)
Other versions
JPS5614110A (en
Inventor
Shigemitsu Koike
Takashi Tanno
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP8945779A priority Critical patent/JPS5614110A/ja
Priority to US06/168,702 priority patent/US4337580A/en
Publication of JPS5614110A publication Critical patent/JPS5614110A/ja
Publication of JPH02648B2 publication Critical patent/JPH02648B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、歯車の歯当り判別方法に関する。
一般に、歯車の製造工程は厳密に管理されてい
るが、焼入れ条件等の微妙な相異等々によつてロ
ツトごとにバラツキがあり、製造された歯車は、
ロツト単位で検査し、判別する必要がある。
とくに、高速駆動される歯車の噛合いでは、歯
当り面の管理が完全でないと、切損等を生ずるの
みならず、騒音が発生する問題がある。
従来、歯車の当り面は、ペンキ等を塗布したた
基準歯車(ギヤテスタ)を検査すべき歯車に噛合
せ、ペンキ等の付着度合を目視することにより検
査する方法が一般に行なわれている。
しかしながら、この方法は、基準歯車の精度、
ペンキの濃淡等により歯当りが微妙に変化するた
め、充分正確な精度が得られない問題があつた。
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたもので
あつて、検査すべき歯車の歯面上に規則的に多数
の測定点を定め、当該歯車の各歯形が有すべき理
論歯形に対する各測定点の相対高さを検出し、こ
れら検出データから、一定の基準で、歯車が実際
に噛合う場合の当り面を算定し、その当り面の歯
形面全体に対する割合から、当該歯形面の良否を
判定することを基本とした歯車の歯当り判別方法
を提出することを基本の目的としている。
本発明の歯車の歯当り判別方法は、理論歯形と
直接に対比することができるため、歯当りの良否
の判定はきわめて正確なものとすることができ
る。
なお、本明細書中で使用している各測定点の高
さとは、理論歯形の歯面に対する実際の歯面上の
測定点の出入り高さ(相対高さ)をいう。
本発明に係る第2の方法は、一つの歯車の歯当
り面検査に際して、当該歯車の平均的な歯形を予
め設定すべく、予備測定を行い、設定した歯形に
ついて当り面を正確に検定することにより、歯車
の良否を効率的に判定することができる歯車の歯
当り判別方法を提供するもである。
かかる意味で、本願に係る第2の発明は、第1
の発明を要部とする発明である。
本願に係る第1、第2の発明方法においては、
歯形の当り面の大小を、各測定点の理論歯形に対
する相対高さが、最高点から一定の範囲内にある
測定点の数の多少によつて判定する。したがつ
て、本願発明方法は、何ら複雑な演算を必要とし
ない。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明をよ
り具体的に説明する。
第1図および第2図において、1は検査すべき
平歯車、2は平歯車1の半径方向内向きに伸びて
歯形に先端が接触する検出端子である。
上記平歯車1は、その内径部を貫通した軸3に
同軸に支持し、軸3は軸方向に対向した芯出軸
4,5間に芯出しして挾持し、一方の芯出軸5の
軸端に同軸に固定した駆動ギヤ6をパルスモータ
7でギヤが駆動することにより、平歯車1を一定
の微小ビッチで回転させることができるようにし
ている。平歯車1の回転角θは、芯出軸5の途中
に同軸に固定した基準円板8に対して設けたロー
タリエンコーダ9により、デイジタルパルスとし
て検出する。
一方、上記検出端子2は、第1図に示すX方向
送り機構10と、第2図に示すY方向送り機構2
0とを実際には組合わせて互いに相直交するX−
Y両方向に検出端子2を一定の微小ピツチで夫々
変位させることできるX−Y移動機構(具体的に
は図示せず)にデテクタ30を介して支持する。
X、Y方向送り機構10,20は、互いに相直
交するねじ軸11,21を各々パルスモータ1
2,22で駆動することにより、検出端子2の支
持体40を夫々X方向、Y方向に独立に移動させ
ることができるようにしたものである。
検出端子2の方向の移動量x、より具体的に
は、第1図に示すように、検出端子2の先端を基
礎円Op上に位置させた基準点Qにおいて基礎円
Opに対して引いた接線Tに平行な方向の移動量
xは、上記支持体40に設けたX方向のロツド4
1に対して設けたリニアエンコーダ13によりデ
イジタルパルスとてて検出する。また、検出端子
2のY方向の移動量y、換言すれば、平歯車1の
軸に平行な方向の移動量yは、第2図に示すよう
に、支持体40に設けたY方向のロツド43に対
して設けたリニアエンコーダ23によりデイジタ
ルパルスとして検出する。
なお、上記デテクタ30は、検出端子2の基部
を、検出端子2の先端が歯面に接触するように、
付勢して支持し、検出端子2の振れ量(振れ角)
をアナログ信号として出力し、これにより検出端
子2の先端の実位置を検出しうるようにしてい
る。
実際の測定に際しては、例えば軸直角歯形を測
定する場合、歯車回転用のパルスモータ7および
X方向送り用パルスモータ12を制御装置51に
より同期駆動し、平歯車1は第1図の時針廻りに
所定ピツチで駆動する一方、検出端子2をX方向
にピツチ駆動する。そして、平歯車1の回転角θ
はロータリエンコーダ9の出力をカウンタ52で
計数することにより検出し、インターフエース6
0を介してコンピユータ61に計数信号を入力す
る。また、X方向の移動量xは、リニアエンコー
ダ13のデイジタルパルスをカウンタ53で計数
することにより検出し、インターフエース60を
介してコンピユータ61に計数信号を入力する。
なお、理論歯形に対しては、X方向の移動量x
と、回転角θとの関係は、基礎円Opの半径をR
として、 x=R・θで与えられる。
一方、検出端子2の先端の実位置は、デテクタ
30からのアナログ信号をA/Dコンバータ54
でデイジタル信号に変換したうえで、インターフ
エース60を介してコンピユータ61に入力す
る。
なお、図中、55はY方向のリニアエンコーダ
23に対するカウンタ、62,63はコンピユー
タ61の出力装置としてのプリンタ、XYプロツ
タである。
次に、上記歯形測定装置を用いた歯当り判別方
法について説明する。
() 測定歯面の選出(予備測定) (a) ギヤの抜取 まず、1ロツトのギヤから任意に1つのギ
ヤを抜取る。
(b) 歯の選出 抜取つたギヤは、例えば、第3図に示すよ
うに、90゜毎に計4個の歯を選出する。
(c) 予備測定 選出した歯の各々は、第4図に示すよう
に、歯車1の基礎円Opと歯面との交線A上
に等間隔に設定した測定点a1,……,anおよ
び歯面の噛合い中心線B上に等間隔に設定し
た測定点b1,……,boについて、検出端子2
の先端位置を測定する。
これら各測定点の測定データは、コンピユ
ータ61に入力され、各測定点における理論
歯形の高さを演算したうえで、各測定点にお
ける理論歯形と比較し理論歯形に対する各測
定点における相対高さh(a1),……,h
(an),h(b1),……,h(bo)を算出する。
このようにして得た各測定点の理論歯形に対
する相対高さは、上記交線A上の測定点a1
……,an、噛合い中心線B上の測定点b1,…
…,boごとにその平均高さを求める。
(d) 測定歯面の設定 上記(b)で選出した計4個の歯面について、
予備測定を行つて求めた平均高さに対し、最
も近似した測定点高さを有する歯面を、平均
自乗誤差等の適当な手法で求め、その歯面を
本測定用歯面として設定する。
() 本測定 (a) 測定点の設定 本測定に際しては、第5図に示すように、
歯面を、上記基礎円と歯面との交線Aに平行
で等ピツチの直線群と、歯面の噛合い中心線
Bに等ピツチで平行な曲線群とで形成された
格子の各格子点Cij(i=1、……、m;j=
1、……、n)を測定点として設定し、計m
×n点の測定点Cijにいて検出端子2を方向、
Y方向に移動させて、上記した如く、測定を
行う (b) 各測定点における相対高さの算定 X方向、Y方向の直線変位により、各測定
点Cijについて得たデータは、前述と同様コ
ンピユータ61により、各測定点Cijにおけ
る理論歯形と比較し、各測定点Cijの実際の
高さと理論歯形の対応する高さとの差即ち相
対高さhijを第6図aに示すように、算出す
る。
(c) 当り面の算定 第6図bに示すように、第6図aで得た相
対高さ(hij)は、そのうちの最高点hmaxを
基準として、最高点hmaxに対する高さΔhij
=hmax−hijとして正規化する。
そのうえで、一定の基準値Δhを設定し、
各測定点Cijの高さΔhijがΔhより小さい、換
言すれば、最高点の高さhmaxからΔhの範囲
内にある測定点の数pを求める。このように
して求めた測定点の数pと測定点の総数N=
n×mとの比rは、歯の当り面のうち、実際
の噛合いにおいて実際に当る面積と歯の当り
面の総面積との面積比に対するものと考えら
れ、これを実際の当り面として推定する。
(d) 歯面の良否の判定 上記(c)で求めた測定点数pと測定点の総数
Nとの比r((p/N)×100%)に対しては、
予め設定した基準比ro(例えば、60%)と比
較し、基準化roを越えていれば、合格品と
し、それ以下では一応不良品と判定する。な
お、不良品と判定し場合でも、その算出デー
タをコンピユータに記憶しておき、相手歯車
について測定した算出データとの間で、相手
歯車との実際の噛合における当り面をシミユ
レーシヨンにより求めることにより、噛合い
性が良好な歯車どうしを組合わせるようにす
れば、使用することができる。
また、上記の判定基準としてのΔh、roは、
歯車の材質、使用目的等に応じて、種々に設
定しうるが、例えば、自動車用、とくに変速
機に使用する歯車の場合には、本発明者等の
実験によれば、Δh≒2μ、ro≒60%を基準と
することが好ましい。
さらに、上記実施例では、平歯車について
その歯当り面の判別方法について説明した
が、本発明方法は平歯車に限られるものでは
なく、種々の歯車の歯当りの管理に適用しう
ることはいうまでもない。
また、上記実施例では、1本の検出端子を
用いた場合について説明したが、検出端子を
複数本として、一度に複数の測定点について
測定を行なえるようにしてもよい。
なお、測定点の密度は、密度を高めれば高
めるほど、より正しい歯当りの判別が行える
が、測定時間、測定精度等との相互関係で、
使用目的に応じて最的に設定することができ
る。
以上詳細に説明したことから明らかなように、
本発明は、歯面上に規則的に多数の測定点を定め
て理論歯形に対する各測定点の高さを検出し、最
高の高さを有する測定点に対し、所定の高さの範
囲にある測定点の数を算出し、その測定点の数の
測定点の総数に対する比を基準とする比と比較
し、所定値以上である歯面を良品と判定するよう
にしたことを特徴とする歯車の歯当り判別方法を
提供するものである。
本発明によれば、歯車の歯面状態を正確に検出
することができ、しかもその歯面状態を理論歯形
と直接に比較するので、その良否の判定を極めて
正確なものとすることができ、判定の自動化、精
密化を図ることができる。
また、本願に係る第2の発明は、上記第1の発
明方法を実施するに先立つて、予備測定を行い、
予備測定で検査すべき歯面を設定し、その後に、
その歯面について、第1の発明方法を実施し、そ
の歯車、ひいてはロツトの良否を判定するように
したことを特徴とするものであつて、1つの歯車
の歯面を設定するようにしているため、複数の歯
面について歯当りの測定を行うことなしに、高い
確率で歯車の歯当り判別を効率よく行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法に用いる測定装置の軸方向
の正面概略説明図、第2図は上記測定装置の平面
概略説明図、第3図は歯車の抽出歯面を示す正面
説明図、第4図は予備測定点を示す歯の斜視図、
第5図は本測定の測定点を示す歯の斜視図、第6
図a,bは、一つの直線上での理論歯形に対する
相対高さ、最高点に対する高さの分布を夫々示す
グラフである。 1……歯車、2……検出端子、Cij……歯面上
の測定点、hij……理論歯形に対する測定点の高
さ、Δh……基準値。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 歯面上に規則的に多数の測定点を定めて理論
    歯形に対する各測定点の高さを検出し、それら高
    さのうち、最高点を基準にして所定の高さの範囲
    に入る測定点の数を計数し、全測定点数に対する
    上記測定点数の割合が所定値以上であるか否かを
    判別することを特徴とする歯車の歯当り判別方
    法。 2 測定点を歯面の縦横方向において各々等間隔
    となるように設定したことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の歯車の歯当り判別方法。 3 歯車を自動車用歯車とし、上記所定の高さの
    範囲を2μとしたことを特徴とする特許請求の範
    囲第2項記載の歯車の歯当り判別方法。 4 歯当り面の割合の所定値を60%としたことを
    特徴とする特許請求の範囲第3項記載の歯車の歯
    当り判別方法。 5 1つの歯車についてまず任意に複数の歯面を
    抽出して予備測定歯面とし、各予備測定歯面につ
    いて規則的に複数の測定点を定めて理論歯形に対
    する各測定点の高さを検出し、これら測定点にお
    ける平均高さを計算し、計算した平均高さに近似
    する高さを有する測定点が設定値以上である歯面
    を検出して測定歯面とし、該測定歯面上に規則的
    に多数の測定点を定めて理論歯形に対する各測定
    点の高さを検出し、それら高さのうち、最高点を
    基準にして所定の高さの範囲に入る測定点の数を
    計数し、全測定点数に対する上記測定点数の割合
    が所定値以上であるか否かを判別することを特徴
    とする歯車の歯当り判別方法。 6 測定点を歯車の縦横方向において各々等間隔
    となるように設定したことを特徴とする特許請求
    の範囲第5項記載の歯車の歯当り判別方法。 7 歯車を自動車用歯車とし、上記所定の高さの
    範囲を2μとしたことを特徴とする特許請求の範
    囲第6項記載の歯車の歯当り判別方法。 8 歯当り面の割合の所定値を60%としたことを
    特徴とする特許請求の範囲第7項記載の歯車の歯
    当り判別方法。
JP8945779A 1979-07-14 1979-07-14 Managing method for gear contact pattern of gear Granted JPS5614110A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8945779A JPS5614110A (en) 1979-07-14 1979-07-14 Managing method for gear contact pattern of gear
US06/168,702 US4337580A (en) 1979-07-14 1980-07-14 Method for inspecting gear contact patterns

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JP8945779A JPS5614110A (en) 1979-07-14 1979-07-14 Managing method for gear contact pattern of gear

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04190127A (ja) * 1990-11-24 1992-07-08 Fuji Electric Co Ltd 隔膜ユニット付き差圧検出装置

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