KR0184439B1 - Device for measuring transmission error of differential gear - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차에서 추진축의 회전력을 바퀴로 전달하는 차동장치의 전달오차 측정장치로, 차동장치에 동력을 가한 후 발생되는 입 출력 기어 사이의 위상차를 로터리 인코더를 이용하여 측정하므로써 차동장치의 전달오차를 측정할 수 있는 차동장치의 전달오차 측정장치이다.The present invention is a transmission error measuring device of a differential device for transmitting the rotational force of the propulsion shaft to the wheel in a vehicle, the transmission error of the differential device by measuring the phase difference between the input and output gear generated after applying the power to the differential device using a rotary encoder This is a transmission error measuring device of differential device that can measure.
본 발명은, 차동장치(1)를 주행상태로 회전시키는 구동모터(2)와, 구동모터(2)에 공급되는 전류량을 조절하여 차동장치(1)의 회전속도를 조절하는 인버터(6)와, 상기 차동장치(1)의 구동축 및 피동축에 각각 일체로 고정되어 위상을 신호화하여 출력하는 로터리 인코더(3,4)와, 상기 로터리 인코더(3,4)들로부터 출력되는 신호를 비교하여 차동장치(1)의 구동축과 피동축 사이의 위상차를 비교하여 차동장치(1)의 전달오차를 디스플레이하는 오실로스코프(5) 등을 포함하여, 상기 구동모터(2)에 의하여 회전되는 차동장치(1)에서 상기 로터리 인코더(3,4)가 구동축 및 피동축의 위상을 신호화하여 출력하면, 오실로스코프(5)가 이를 받아 차동장치(1)의 전달오차를 비교분석하여 디스플레이하게 된다.The present invention, the drive motor 2 for rotating the differential device 1 in the running state, the inverter 6 for controlling the rotational speed of the differential device 1 by adjusting the amount of current supplied to the drive motor 2 and By comparing the signals output from the rotary encoders (3,4) and the rotary encoders (3,4) which are integrally fixed to the drive shaft and the driven shaft of the differential device (1) to signalize and output phases, respectively. The differential device 1 rotated by the drive motor 2, including an oscilloscope 5 or the like which compares the phase difference between the drive shaft and the driven shaft of the differential device 1 and displays a transmission error of the differential device 1. When the rotary encoders 3 and 4 signal and output the phases of the driving shaft and the driven shaft, the oscilloscope 5 receives them and compares and displays the transmission errors of the differential apparatus 1.
Description
본 발명은 자동차에서 추진축의 회전력을 바퀴로 전달하는 차동장치의 전달오차 측정장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 차동장치에 동력을 가한 후 발생되는 입 출력 기어 사이의 위상차를 로터리 인코더를 이용하여 측정하므로써 차동장치의 전달오차를 측정할 수 있는 차동장치의 전달오차 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a transmission error measuring device of a differential device for transmitting the rotational force of the propulsion shaft to a wheel in an automobile, and more specifically, by using a rotary encoder to measure the phase difference between the input and output gears generated after applying the power to the differential device Therefore, the present invention relates to a transmission error measuring device of a differential device capable of measuring a transmission error of a differential device.
통상, F R 형식의 자동차(프런트 엔진에 리어 구동)에는 선회주행시, 외측의 타이어를 빨리, 내측의 타이어를 느리게 회전시켜 타이어에 부하가 걸리지 않도록 하는 차동장치가 설치된다.In general, a F R type vehicle (rear drive to the front engine) is provided with a differential device that rotates the outer tires quickly and rotates the inner tires slowly so that the tires are not loaded when turning.
차동장치(Differential Gear)는 파이널 기어와 일체로 되어 있으며, 4 개의 베벨 기어 즉, 좌우 차축에 연결되어 있는 2 개의 사이드 기어와 다른 2 개의 피니언 기어가 서로 마주보게 결합한 것이다.The differential gear is integrated with the final gear and is a combination of four bevel gears, two side gears connected to the left and right axles and two other pinion gears facing each other.
상기와 같은 구성으로 차동장치는 자동차가 직진하고 있을 때는 파이널 기어와 같이 차동장치 전체가 하나로 결합된 채로 회전하여 좌우의 차축을 같은 속도로 돌리지만, 선회중에는 피니언이 돌아가므로써 좌우 사이드 기어의 회전속도가 달라져 코너 외측의 타이어가 내측의 타이어보다 빠르게 회전시키게 된다.With the above configuration, when the vehicle is going straight, the differential gear rotates with the whole differential geared together as the final gear and rotates the left and right axles at the same speed. The tire outside the corner rotates faster than the tire inside.
차동장치는 가단 주철제 또는 알루미늄 합금재로 만들어진 디퍼렌셜 캐리어 내부에 4 개의 기어가 조립되어진 조립체 상태로 추진축 단부측에 위치되는 뒤타이어 선상의 서브 프레임에 고정된다.The differential is fixed to a sub-frame on the rear tire line located at the end of the propulsion shaft in an assembly state in which four gears are assembled inside a differential carrier made of malleable cast iron or aluminum alloy.
한편, 최근에 자동차의 승차감 향상을 위하여 소음을 줄이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 연구의 일환으로, 소음 발생원들 즉, 기계적 마찰부분을 다수 가지고 있는 장치들 예컨대, 상술한 바와 같은 차동장치에 대한 소음저감 연구도 진행되고 있다.On the other hand, in recent years, research is being actively conducted to reduce noise for improving the ride comfort of automobiles. As a part of the research, noise generating devices, that is, devices having a large number of mechanical friction parts, for example, a differential device as described above. Noise reduction studies are also underway.
본 발명은 상기와 같은 연구과정에 사용되는 것으로, 차동장치에서 소음을 유발하는 주요 인자인 전달오차를 측정하는 것이다.The present invention is used in the above research process, and to measure the transmission error which is the main factor inducing noise in the differential device.
일반적으로 동력전달장치에서 발생되는 소음은 그 전달오차의 크기에 비례하게 된다.In general, the noise generated by power trains is proportional to the magnitude of the transmission error.
전달오차(Transmission Error)란, 동력전달장치에 있어서 출력기어의 실제 포지션(Position)과 구동기어가 완전하게 일치하여 회전한다는 가정하에서의 출력기어와 입력기어 사이의 포지션 차이를 말하며, 이는 피치 포인트(Pitch Point)에서 선형적 변위로서 또는 각도단위로 표현될 수 있다.Transmission error refers to the difference in position between the output gear and the input gear under the assumption that the actual position of the output gear and the drive gear rotate in the power transmission system in perfect agreement. Can be expressed as a linear displacement or in degrees.
이러한 전달오차는 치형오차, 스페이싱 에러(Spacing error) 및 런 아웃(Run out)과 같은 부정확한 가공의 결과로 주로 발생되며, 축의 회전속도에 잇수를 곱한 기어 맞물림 주기와 일치하는 주기를 갖는다.These transmission errors are often the result of inaccurate machining such as tooth errors, spacing errors, and run outs, and have a period coinciding with the gear engagement period multiplied by the number of teeth.
대부분의 기어 소음은 기어의 맞물림 주파수와 그의 배수에서 특징지워진다. 따라서, 저소음 기어 개발을 위해서는 맞물림 주파수 성분이 작은 즉 전달오차가 작은 기어를 개발해야 한다.Most of the gear noise is characterized by the gear's meshing frequency and its multiples. Therefore, in order to develop a low noise gear, it is necessary to develop a gear having a small engagement frequency component, that is, a small transmission error.
따라서, 소음의 발생이 적은 차동장치의 개발을 위해서는 차동장치의 전달오차를 분석하는 것이 반드시 필요하다.Therefore, it is essential to analyze the transmission error of the differential device in order to develop a differential device with less noise.
그런데, 종래에는 차동장치의 전달오차를 측정할 수 있는 별도의 측정장치가 없었기 때문에, 정확한 소음 발생원에 대한 분석이 불가능하여 저소음의 차동장치 개발에 한계가 있었다.However, in the related art, since there was no separate measuring device capable of measuring a transmission error of the differential device, it was impossible to analyze an accurate noise source, and thus there was a limit in developing a low noise differential device.
본 발명은, 상기와 같은 종래의 한계를 극복하고자 안출된 것으로, 자동차에 장착된 상태에서의 주행속도와 동일한 속도하에서의 입 출력 기어사이의 전달오차를 측정하여, 실험실내에서 간편하고 짧은 시간내에 차동장치에서의 소음원과 규명할 수 있는 차동장치의 전달오차 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention, which is intended to overcome the above conventional limitations, by measuring the transmission error between the input and output gear at the same speed as the running speed in the vehicle mounted state, it is possible to easily and differentially in the laboratory within a short time It is an object of the present invention to provide a transmission error measurement device of a differential device that can identify the noise source in the device.
도 1 은 본 고안의 일 실시예에 의한 차동장치의 전달오차 측정장치의 구조를 보인 구성도.1 is a block diagram showing a structure of a transmission error measuring apparatus of a differential apparatus according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 차동장치 2 : 구동모터1: Differential device 2: Drive motor
3, 4 : 로터리 인코더 5 : 오실로스코프3, 4: rotary encoder 5: oscilloscope
6 : 인버터 7 : 구동벨트6: Inverter 7: Driving Belt
8 : 커플링 9 : 파워 서플라이8 coupling 9 power supply
10 : 고정지그10: fixing jig
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고정지그에 고정된 차동장치의 구동축을 회전시키는 구동모터와, 상기 차동장치의 구동축과 피동축에 각각 연결되어 상기 구동축 및 피동축의 회전각을 감지하는 회전각 감지수단들과, 상기 각 회전각 감지수단들의 출력신호를 취합 비교하여 상기 구동축과 피동축 사이의 위상차를 감지하는 비교수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the drive motor for rotating the drive shaft of the differential device fixed to the fixed jig, and is connected to the drive shaft and the driven shaft of the differential device, respectively, a rotation for sensing the rotation angle of the drive shaft and driven shaft And comparing means for detecting the phase difference between the driving shaft and the driven shaft by comparing and comparing the respective sensing means with the output signals of the respective rotation angle sensing means.
한편, 상기 구동모터는 전류량을 조절하여 공급하는 인버터에 연결되어, 상기 인버터의 제어에 의하여 회전속도가 조절되게 하는 것이 바람직하다.On the other hand, the drive motor is connected to the inverter to control the amount of current supply, it is preferable to control the rotation speed by the control of the inverter.
또한, 상기 회전각 감지수단들은 상기 구동축 및 피동축에 커플링된 로터리 인코더이거나, 상기 비교수단은 상기 로터리 인코더들로부터 나오는 각각의 출력신호를 비교 저장하는 오실로스코프인 것이 좋으며, 상기 로터리 인코더는 별도의 파워 서플라이에 의하여 일정한 전압의 직류 전류를 공급받아 작동되게 하면 더욱 바람직하다.The rotation angle detecting means may be a rotary encoder coupled to the driving shaft and the driven shaft, or the comparing means may be an oscilloscope for comparing and storing respective output signals from the rotary encoders. It is more preferable to operate by receiving a DC voltage of a constant voltage by the power supply.
[실시예]EXAMPLE
이하, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 실시예를 설명함에 있어, 서두에서 설명된 종래의 기술과 동일한 본 발명의 구성에 대해서는 명료성을 위하여 생략하므로써 가능한 종래와 중복되지 않게 개선된 부분만을 주로하여 설명한다.In describing the present embodiment, the configuration of the present invention, which is the same as the conventional technology described at the outset, will be mainly described only by the parts which are improved so as not to overlap with the related art by omitting for clarity.
첨부된 도면의 도 1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 차동장치의 전달오차 측정장치의 구조를 보인 구성도이다.1 of the accompanying drawings is a block diagram showing a structure of a transmission error measuring apparatus of a differential apparatus according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 실시예에서의 차동장치의 전달오차 측정장치는 차동장치(1)를 회전시키는 구동모터(2)와, 상기 구동모터(2)의 구동축 및 피동축의 단부에 연결되는 로터리 인코더(Rotary Encoder)(3,4), 그리고 이들 로터리 인코더(3,4)들의 출력신호를 받아 상기 구동축 및 피동축의 회전에 따른 위상차를 비교분석하여 그래픽처리하는 오실로스코프(Oscilloscope)(5) 등으로 크게 구분할 수 있다.As shown, the transmission error measuring device of the differential device in the present embodiment is a drive motor 2 for rotating the differential device 1, and a rotary connected to the end of the drive shaft and driven shaft of the drive motor 2; An encoder (3,4) and an oscilloscope (5) for receiving the output signals of the rotary encoders (3,4), and comparing and analyzing the phase difference according to the rotation of the driving shaft and the driven shaft to perform graphic processing. It can be divided into
세부적으로는, 상기 구동모터(2)는 전류량을 조절하여 공급할 수 있는 인버터(Invertor)(6)를 통하여 전원을 공급받게 되며, 이 구동모터(2)는 구동벨트(7)를 통하여 차동장치(1)회전시키게 된다. 그리고 로터리 인코더(3,4)는 상기 차동장치(1)의 구동축 및 피동축의 단부에 커플링(8) 연결되어 상기 구동축 및 피동축과 일체로 회전하면서, 각 축의 위상을 신호화하여 오실로스코프(5)로 보내는 기능을 수행한다. 여기서 상기 로터리 인코더(3,4) 및 오실로스코프(5)는 변압기 예컨대, 110 V 의 전압을 10 V 으로 감압하여 출력하는 파워 서플라이(Power Supply)(9)로부터 전원을 공급받게 된다.In detail, the driving motor 2 is supplied with power through an inverter 6 capable of supplying a regulated amount of current, and the driving motor 2 is supplied with a differential device through the driving belt 7. 1) It rotates. The rotary encoders 3 and 4 are coupled to the driving shaft and the driven shaft end of the differential apparatus 1 and rotate integrally with the driving shaft and the driven shaft, and signal the phase of each axis to oscilloscope ( 5) Send to. In this case, the rotary encoders 3 and 4 and the oscilloscope 5 are supplied with a power supply from a power supply 9 for reducing and outputting a transformer, for example, a voltage of 110V to 10V.
이상과 같은 구성을 가지는 본 실시예의 차동장치의 전달오차 측정장치에 의한 실험과정은 다음과 같이 이루어진다.The experimental process by the transmission error measuring device of the differential device of the present embodiment having the above configuration is made as follows.
먼저, 작업자가 차동장치(1)를 고정지그(10)로 본 측정장치에 고정한다. 그리고, 측정하고자하는 차동장치(1)의 회전속도에 따라 인버터(6)를 조정하여 스위치를 온(On) 시키면 다음과 같은 과정을 거쳐 오실로스코프(5)를 통하여 실험데이터를 얻을 수 있다.First, an operator fixes the differential device 1 to the present measuring device with the fixing jig 10. And, by adjusting the inverter (6) according to the rotational speed of the differential device 1 to be measured to turn on (On) the experimental data can be obtained through the oscilloscope (5) through the following process.
인버터(6)로부터 전원을 공급받은 구동모터(2)가 구동벨트(7)로 연결된 차동장치(1)의 구동축을 회전시키면 상기 구동축과 내부의 기어조합으로 연결된 차동장치(1)의 구동축이 회전된다. 동시에 상기 구동축 및 피동축에 커플링(8)된 각 로터리 인코더(3,4)가 구동축과 피동축과 각각 동일한 속도로 회전되면서, 구동축 및 피동축의 회전에 따는 위상을 예컨대 1 회전당 하나의 펄스로 출력한다. 이렇게 로터리 인코더(3,4)로부터 출력된 신호는 오실로스코프(5)로 입력되고, 오실로스코프(5)는 이들 신호를 비교할 수 있게 그래프로 디스플레임함과 동시에 이들 신호를 저장한다.When the drive motor 2 supplied with power from the inverter 6 rotates the drive shaft of the differential device 1 connected by the drive belt 7, the drive shaft of the differential device 1 connected by the drive shaft and the internal gear combination rotates. do. At the same time, each rotary encoder 3, 4 coupled to the drive shaft and driven shaft is rotated at the same speed as the drive shaft and the driven shaft, respectively, so that the phase according to the rotation of the drive shaft and the driven shaft, for example, one per revolution Output in pulses. The signals output from the rotary encoders 3 and 4 are input to the oscilloscope 5, and the oscilloscope 5 stores these signals while displaying them graphically so that these signals can be compared.
따라서, 작업자는 상기 오실로스코프(5)의 디스플레이를 통하여 차동장치(1)의 구동축과 피동축의 위상차 즉, 전달오차를 눈으로 확인할 수 있으며, 이들 데이터를 통하여 차동장치(1)에서의 소음원을 규명할 수 있다.Therefore, the operator can visually check the phase difference, that is, the transmission error of the driving shaft and the driven shaft of the differential apparatus 1 through the display of the oscilloscope 5, and identify the noise source in the differential apparatus 1 through these data. can do.
이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 주행시 차동장치에서 발생되는 소음을 실험실내에서 간편하고 짧은 시간에 측정할 수 있으며, 이 측정데이터를 저소음의 차동장치 개발에 활용할 수 있다. 또한, 본 장치를 이용하므로써 사전에 개발된 저소음 차동장치의 개선효과도 쉽게 파악할 수 있다.According to the present invention as described in detail above, it is possible to measure the noise generated in the differential device during driving in a simple and short time in the laboratory, and the measurement data can be utilized in the development of a low noise differential device. In addition, it is easy to grasp the improvement effect of the previously developed low noise differential device by using this device.
한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 특허청구의 범위에서 청구하는 차동장치만에 한정되지 않고, 지그 등의 단순한 구조의 변경으로 기어 조립체로 이루어지는 다양한 구조의 동력전달장치의 전달오차 측정 등에서도 변경 실시가 가능할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiment, and anyone skilled in the art is not limited to the differential device claimed in the claims, and the gear is changed by a simple structure such as a jig. Modifications may also be made in the measurement of transmission errors of power transmission devices having various structures.
Claims (5)
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KR1019960038736A KR0184439B1 (en) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | Device for measuring transmission error of differential gear |
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KR1019960038736A KR0184439B1 (en) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | Device for measuring transmission error of differential gear |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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KR19980020302A KR19980020302A (en) | 1998-06-25 |
KR0184439B1 true KR0184439B1 (en) | 1999-05-15 |
Family
ID=19473024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1019960038736A KR0184439B1 (en) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | Device for measuring transmission error of differential gear |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103698124A (en) * | 2013-12-12 | 2014-04-02 | 盐城工学院 | Method for measuring gear transmission error |
-
1996
- 1996-09-06 KR KR1019960038736A patent/KR0184439B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103698124A (en) * | 2013-12-12 | 2014-04-02 | 盐城工学院 | Method for measuring gear transmission error |
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