KR101144902B1 - 비틀림 진동을 이용한 기어 검사장치 및 검사방법 - Google Patents

비틀림 진동을 이용한 기어 검사장치 및 검사방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101144902B1
KR101144902B1 KR1020090135385A KR20090135385A KR101144902B1 KR 101144902 B1 KR101144902 B1 KR 101144902B1 KR 1020090135385 A KR1020090135385 A KR 1020090135385A KR 20090135385 A KR20090135385 A KR 20090135385A KR 101144902 B1 KR101144902 B1 KR 101144902B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gear
test
master
master gear
rotational
Prior art date
Application number
KR1020090135385A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110078551A (ko
Inventor
이태휘
Original Assignee
주식회사 사이로직
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=44918007&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR101144902(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 주식회사 사이로직 filed Critical 주식회사 사이로직
Priority to KR1020090135385A priority Critical patent/KR101144902B1/ko
Publication of KR20110078551A publication Critical patent/KR20110078551A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101144902B1 publication Critical patent/KR101144902B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00Testing of machine parts
    • G01M13/02Gearings; Transmission mechanisms
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0066Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by exciting or detecting vibration or acceleration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02Vibration-testing by means of a shake table
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/02Devices characterised by the use of mechanical means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S73/00Measuring and testing
    • Y10S73/01Vibration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 기어검사장치는, 기어 가공 상태의 검사를 위한 기준이 되는 마스터기어와, 상기 마스터기어를 장착하기 위한 마스터기어장착부와, 상기 마스터기어와 치합되어 회전되는 테스트기어와, 테스터기어를 장착하착하기 위한 테스트기어 장착부와, 상기 마스터기어 또는 테스트기어 중의 어느 하나에 대해 회전력을 인가하기 위한 구동수단과, 상기 마스터기어와 테스터의 회전속도를 검출하기 위한 회전속도검출수단을 포함한다.
본 발명에 의해, 기어의 회전에 수반하는 비틀림 진동특성을 정확히 파악 가능하며, 실제 기어가 맞물려 회전하는 상황에서의 정확한 동력 전달특성을 파악 가능하다.
또한, 기어의 비틀림 진동과 함께 전체적인 기어의 가공 정도를 동시에 파악 가능하다.
기어, 검사, 비틀림 진동

Description

비틀림 진동을 이용한 기어 검사장치 및 검사방법{GEAR TEST EQUIPMENT AND TEST METHOD USING TORSIONAL VIBRATION}
본 발명은 기어 검사장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기어의 회전에 따른 진동을 보다 정확히 검출하여 기어의 양불양 판단이 가능한 기어 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.
종래, 기어의 가공 품질을 검사하는 주요한 방법은 기어가 소정의 설계치수의 가공 공차 범위 내로 가공되었는지를 변위센서를 통해 검사하는 치수검사방법이 일반적이었다.
즉, 정밀하게 가공되어 검사의 기준이 되는 마스터기어와 검사대상이 되는 테스트기어를 치합한 상태에서 마스터기어를 회전구동시키고 테스트기어의 변위량을 측정함으로써, 테스트기어의 오버 볼 다이어미터(Over Ball Diameter), 기어 편심(Run Out) 및 기어 찍힘(Nick) 등을 측정하여 이러한 측정 값이 소정의 기준을 벗어날 경우 불량으로 판단하는 방식이었다.
기어 치수 측정을 자동화하기 위한 방법으로서, 이상적으로 가공된 마스터기어와 검사의 대상이 되는 테스트기어를 서로 맞물린 상태에서 회전시켜, 회전 시 발생되는 테스트 기어의 중심 축의 변위를 변위센서를 이용하여 측정함으로써, 기어의 전체적인 가공 정도(精度)를 검사하게 된다.
하지만, 이러한 치수 검사방식은 기어의 내외경과 같은 단순한 치수 정보만을 측정할 수 있을 뿐이며, 노이즈의 주요 발생 원인인 전달오차의 변화, 일부 치형의 국부적인 이상 등 미세한 치형의 변화 등을 검사할 수 없다.
한편, 기어의 검사를 위한 또 다른 방법으로서는 가속도 센서를 활용한 방법으로서, 기어의 회전에 따른 진동을 직접 측정하는 방식이 개발되었다.
즉, 기어의 축에 가속도 센서를 설치하여, 기어 회전시 기어축에 발생되는 기어 맞물림 주파수(Gear Mesh Frequency) 성분의 크기를 측정하여 기어의 가공 정도를 검사하는 방법이다.
그런데, 상기 기어 중심축의 변위를 측정하여 기어의 전체적인 가공 정도를 검사하는 방식의 경우, 기어의 대략적인 가공 정도는 검사가 가능하지만, 기어치의 미세한 가공 오차 및 스크랫치 등에 대해서는 검사의 한계를 가진다.
즉, 기어가 맞물려 회전되는 상태에서는 미세한 각공 오차에 의해 진동 및 소음이 발생하게 되므로, 기어의 오버볼 다이어미터, 런 아웃 등의 검사만으로는 기어의 노이즈 품질을 검증할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 기어의 축에 가속도 센서를 설치하여 기어축의 진동을 측정하는 경우, 기어의 주기적인 노이즈 성분(Gear Mesh Frequency)에 대한 평가는 가능하나 각 기어 치(Gear Tooth)의 미세한 변화, 혹은 기어의 원주 360도 전체 치 중 일부에 발생한 가공 오차 등을 검출할 수는 없다.
일부 치의 가공 오차는 전달오차나 비틀림진동을 유발하는데, 일반 가속도센서로는 이를 검출하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 기어의 회전에 수반하는 비틀림 진동특성을 정확히 파악 가능한 기어검사장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 실제 기어가 맞물려 회전하는 상황에서의 정확한 회전력 전달특성을 파악 가능한 기어검사장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 기어의 비틀림 진동특성과 전체적인 기어의 가공 정도를 동시에 파악 가능한 기어검사장치 및 검사방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기어검사장치는, 기어 가공 상태의 검사를 위한 기준이 되는 마스터기어와, 상기 마스터기어를 장착하기 위한 마스터기어장착부와, 상기 마스터기어와 치합되어 회전되는 테스트기어와, 테스터기어를 장착하착하기 위한 테스트기어 장착부와, 상기 마스터기어 또는 테스트기어 중의 어느 하나에 대해 회전력을 인가하기 위한 구동수단과, 상기 마스터기어와 테스터의 회전속도를 검출하기 위한 회전속도검출수단을 포함한다.
바람직하게는, 상기 마스터기어와 테스트기어의 축간 거리를 고정하기 위한 축간거리고정수단을 추가적으로 포함한다.
또한, 상기 마스터기어 또는 테스터기어의 전후진 이송을 위한 전후진이송수단을 추가적으로 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 회전속도검출수단은 상기 마스터기어와 테스트기어의 회전각속도를 검출하는 엔코더로 구성될 수 있다.
또한, 상기 회전각속도로부터 회전각가속도를 계산하기 위한 각가속도계산수단을 추가적으로 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 각가속도계산수단에 의해 얻어진 각가속도신호의 저대역주파수성분을 추출하기 위한 저대역통과필터(Low Pass Filter)를 추가적으로 포함한다.
바람직하게는, 상기 각가속도계산수단에 의해 얻어진 각가속도신호의 고대역주파수성분을 추출하기 위한 고대역통과필터(High Pass Filter)를 추가적으로 포함한다.
바람직하게는, 상기 구동수단으로부터 인가된 회전속도에 토크 부하를 인가할 수 있는 부하인가수단을 추가적으로 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 기어검사방법은, 마스터기어와 테스트기어를 상호 치합시키는 단계와, 치합된 상기 마스터기어 또는 테스트기어에 회전력을 인가하는 단계와, 상기 마스터기어와 테스트기어의 회전각속도를 검출하는 단계와, 상기 회전각속도로부터 회전 각가속도를 계산하는 단계와, 상기 회전각가속도의 특성이 미리 지정된 범위에 포함되는지의 여부로써 테스트 기어의 품질을 판단하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 회전력을 인가하는 단계는 회전속도를 변경시키는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 회전각속도를 검출하는 단계는 상기 마스터기어와 테스터기어의 기어축에 결합된 엔코더의 신호를 검출하는 단계이다.
여기서, 상기 엔코더의 신호를 검출하여 이로부터 기어의 회전 각가속도를 계산하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 마스터기어의 엔코더와 테스트기어의 엔코더 신호의 차이를 이용하여 전달오차(Transmission Error)를 계산하는 단계를 추가적으로 포함한다.
바람직하게는, 상기 마스터기어와 테스트기어의 회전 각가속도 차이의 저대역주파수성분을 추출하는 단계를 추가적으로 포함한다.
바람직하게는, 상기 마스터기어와 테스트기어의 회전 각가속도 차이의 고대역주파수성분을 추출하는 단계를 추가적으로 포함한다.
한편, 상기 마스터기어와 테스트기어를 상호 치합시키는 단계에서 상기 마스터기어와 테스트기어의 축간 거리는 고정될 수 있다.
본 발명에 의해, 기어의 회전에 수반하는 비틀림 진동특성을 정확히 파악 가능하다.
또한, 실제 기어가 맞물려 회전하는 상황에서의 정확한 회전력 전달특성을 파악 가능하다.
또한, 기어의 비틀림 진동과 함께 전체적인 기어의 가공 정도를 동시에 파악 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 기어검사장치의 정면도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 기어검사장치의 평면도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 기어검사장치에 포함되는 엔코더의 사시도이다.
도 1 내지 3 을 참조하면, 본 발명에 따른 기어검사장치는, 기어 가공 상태의 검사를 위한 기준이 되는 마스터기어(10)와, 상기 마스터기어(10)를 장착하기 위한 마스터기어장착부(20)와, 상기 마스터기어(10)와 치합되어 회전되는 테스트기어(30)와, 테스터기어(30)를 장착하착하기 위한 테스트기어 장착부(40)와, 상기 마스터기어(10) 또는 테스트기어(30) 중의 어느 하나에 대해 회전력을 인가하기 위한 구동수단(50)과, 상기 마스터기어(10)와 테스트기어(30)가 치합되어 회전될 경우, 토크 부하의 인가를 위한 부하인가수단(95)과, 상기 마스터기어(10)와 테스트기어(30)의 회전속도를 검출하기 위한 회전속도검출수단(60, 70)을 포함한다.
상기 마스터기어(10)는 설계 치수에 가깝게 이상적으로 가공된 기어로서, 열처리 및 코팅 처리 등을 통해 내구성을 구비하도록 마련되며, 기어 특성의 검사를 위한 기준이 되는 기어를 의미한다.
상기 마스터기어장착부(20)는 상기 마스터기어를 장착하기 위한 구성으로서, 예를 들어 콜렛(Collet) 등으로 마련되며, 상기 마스터기어(10)의 중심부에 형성된 관통홀에 결합되어 상기 마스터기어(10)에 회전력을 전달하거나 또는 회전력을 전달 받는다.
상기 테스트기어(30)는 검사의 대상이 되는 기어로서, 상기 마스터기어(10)의 경우와 같이, 상기 테스트기어장착부(40)에 장착되어 회전된다.
상기 테스트기어장착부(40)의 경우에도 예를 들어 콜렛 등으로 마련되며, 상기 테스트기어(30)의 중심부에 형성된 관통홀에 결합되어 상기 테스트기어(30)에 회전력을 전달하거나 전달받도록 구성된다.
상기 구동수단(50)은 상기 마스트기어(10) 또는 테스트기어(30)에 회전력을 인가하기 위한 구성으로서, 예를 들어 서보모터(Servo Motor) 및 동력을 전달하기 위한 풀리, 벨트 등으로 마련된다.
상기 구동수단(50)은 도 1 및 2 에서 테스트기어(30)에 회전력을 인가하는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 마스터기어(10)에 회전력을 인가하도록 구성될 수도 있다.
상기 회전속도검출수단(60, 70)은 상기 마스터기어(10)와 테스트기어(30)의 회전속도를 검출하기 위한 구성이다.
상기 회전속도는 회전의 각속도를 의미하며, 상기 마스터기어(10)와 테스트기어(30)의 단위시간당 회전각 변위를 측정함으로써 계측할 수 있다.
상기 회전속도검출수단(60, 70)으로서는, 예를 들어 엔코더 등으로 구성될 수 있으며, 상기 엔코더를 상기 마스터기어(10) 및 테스트기어(30)의 회전중심축에 동축 관계로 설치하여 상기 기어들(10, 30)의 회전각 변위를 감지하도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기어검사장치를 통한 기어의 검사를 위해, 상기 마스터기어(10)와 테스트기어(30)의 축간 거리를 고정하기 위한 축간거리고정수단(80)이 설치될 수 있다.
상기 축간거리고정수단(80)은, 예를 들어 스톱퍼(Stopper) 등으로 마련되어, 상기 마스터기어(10)와 테스트기어(30)의 회전시 이들 간의 축간 거리를 일정하게 유지하도록 구성된다.
그리하여, 기어 회전에 따른 진동에 의해 발생되는 기어 축의 횡방향 변위를 방지함으로써, 기어 가공 상태 또는 가공 불량에 기인하는 회전각 변위의 변동량의 측정에 기어 축의 횡방향 변위가 영향을 미치지 않도록 한다.
한편, 상기 전후진이송수단(90)은 상기 마스터기어(10) 또는 테스트기어(30)를 전후진시키기 위한 구성으로서, 검사 초기의 테스트기어(30) 장착 및 마스터기어(10)와의 밀착 또는 검사 완료 후 마스터기어(10)로부터 테스트기어의 분리 및 탈거를 위해, 상기 두 기어(10, 30)를 밀착 또는 분리하기 위한 구성이다.
또한, 본 발명에 따른 기어검사장치는 상기 엔코더(60, 70)를 통해 획득된 회전각 변위로부터 회전각속도 및 회전각가속도를 계산하기 위한 각가속도계산수단(미도시)을 추가적으로 포함한다.
또한, 마스터기어축과 테스트기어축에 설치된 엔코더 신호의 각속도의 차이를 이용하여 전달오차(Transmission Error)를 계산하기 위한 전달오차계산수단을 포함한다.
상기 각가속도계산수단 및 전달오차계산수단은 예를 들면, 회로소자로 구성된 마이콤 등으로서, 상기 엔코더(60, 70)로부터 회전각속도 및 회전각가속도를 계산할 수 있는 구성이면, 특히 한정되지 않는다.
즉, 상기 엔코더로부터 계측된 신호를 수신하여 처리가능한 구성이면, 마이크로 칩의 형태로 본 발명에 따른 기어검사장치에 내장될 수도 있으며, 또는 별도로 마련된 컴퓨터 등으로 구성될 수도 있다.
한편, 상기 구동수단(50)으로부터 인가된 회전속도에 토크 부하를 인가할 수 있는 부하인가수단(95)을 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 부하인가수단(95)은 각종의 브레이크로 마련되며, 검사 중 상기 마스터기어(10)와 테스트기어(30)가 맞물려 회전할 때 토크 부하를 인가하기 위한 구성이다.
기어의 경우, 회전시 부하가 인가될 경우, 진동 및 소음이 더욱 심해지는 특성이 있으므로, 상기 부하인가수단(95)은 기어 회전에 토크 부하를 인가한 상태에서의 진동 및 소음 특성을 파악하기 위한 구성이다.
이하, 도 1 및 2 를 참조하여, 본 발명에 따른 기어검사방법에 대해 설명한 다.
먼저, 검사의 기준이 되는 마스터기어(10)와 검사의 대상이 되는 테스트기어(30)를 각각의 기어장착부(20, 40)에 장착한다.
이후, 상기 전후진이송수단(90)에 의해 마스터기어(10)를 전진시켜 상기 마스터기어(10)와 테스트기어(30)를 상호 치합시킨다.
여기서, 기어 진동에 따른 기어 축간 거리의 변경을 방지하기 위해 상기 축간거리고정수단(80)을 통해 상기 마스터기어(10)와 테스트기어(30)의 축간거리를 고정시킨다.
이후, 치합된 상기 테스트기어(30)에 회전력을 인가하여 상기 테스트기어(30)와 함께 마스터기어(10)를 회전시킨다.
상기와 같은 기어 회전 과정에서, 상기 엔코더(60, 70)를 통해, 상기 마스터기어(10)와 테스트기어(30)의 회전각 변위 및 회전각속도를 검출하게 된다.
상기와 같이 검출된 마스터기어(10)와 테스트기어(30)의 회전각 변위 및 회전각속도를 통해 상기 각가속도계산수단에 의해 상기 두 기어(10, 30)의 각가속도 차이의 변동 특성을 얻게 된다.
상기와 같은 검사 과정에서, 상기 테스트기어(30) 및 마스터기어(10)의 회전속도를 변경시키면서 회전각가속도 차이의 변동 상태를 파악할 수도 있다.
상기와 같이 얻게된 회전각가속도 차이의 변동 특성이 실험에 의해 얻어진 양불량 판단의 기준 범위에 포함되는지의 여부로써 테스트 기어의 품질을 판단할 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 기어검사방법의 단계를 나타내는 블럭도이며, 도 5 는 본 발명에 따른 기어검사장치에 의해 얻어지는 회전각 가속도 차이의 변화량을 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명에 따른 기어검사장치에 의해 얻어진 회전각 변위를 통한 기어 회전에 따른 전달 에러 특성 파악 방법에 대해 설명한다.
도 5 에 도시된 그래프의 경우, 기어의 평균회전(1회전)에 대해 도시된 그래프로서, 마스터기어(10)의 일회전에 대해 마스터기어(10)와 테스트기어(30)의 회전각가속도 차이의 변화 상태를 도시한다.
상기 그래프는 마스터기어(10)의 일회전에 대한 테스트기어(30)의 전달 에러를 파악하기 위한 그래프로서, 마스터기어(10)가 일회전하는 동안 테스트기어(30) 역시 일회전 가능한 조건을 예로써 설명한다.
기어의 회전에 있어서는 테스트기어에 가공 불량이 포함될 경우, 이러한 각공 불량은 기어에 주기적인(사인 또는 코사인적) 영향을 미치게 되며, 따라서 기어 회전에 따른 각가속도 특성 역시 일정한 주기를 가지는 그래프로 표현되며, 이러한 그래프의 진폭이 소정의 범위를 벗어나는지의 여부를 판단하여 불량의 정도를 파악하게 된다.
먼저, 상기 엔코더(60, 70)로부터 단위시간당 기어(10, 30)의 회전각 변위량을 검출하여 회전각속도를 계산한다.
이후, 상기 회전각속도를 시간에 대해 미분 계산하면 회전각가속도를 구할 수 있다.
기어가 맞물려 회전될 경우, 가공에 따른 기어 표면의 거칠기 및 기어의 전체적인 형상의 가공 오차에 의해 비틀림 진동을 비롯한 각종의 진동이 발생하게 되며, 이러한 진동은 어느 일측의 기어로부터 전달되는 회전량 또는 회전속도 및 회전각가속도가 타측의 기어에 완전히 전달되지 못하도록 하는 요인이 된다.
따라서, 어느 일측의 기어의 회전량 또는 회전속도 및 회전각가속도를 기준으로 타측의 기어에 전달되는 상기 동량을 상대적으로 비교할 수 있는데, 이러한 동력 전달 과정에서 기준기어의 단위시간당 회전량에 대한 상대측 기어의 단위시간당 회전량의 차이의 절대값을 전달 에러(Error)로 정의할 수 있다.
이러한 전달 에러의 크기는 테스트기어(30)의 가공 불량이 클 수록 크게 나타나며, 만약 테스트기어(30)가 마스터기어(10)에 가깝게, 즉 가공 불량이 작게 가공되었다면 전달 에러의 크기는 감소하게 된다.
한편, 상기 엔코더(60, 70)에 의해 얻어진 기어의 회전각 변위를 시간에 대해 미분하여 양 기어의 회전각가속도 차이 성분의 신호(110)를 얻게 된다.
이후, 상기 회전각가속도 차이 성분의 신호를 저대역통과필터(Low Pass Filter) 를 통과시키게 되면, 외부 노이즈가 제거된 장파장성분신호(120)를 얻게 된다.
상기 장파장성분신호(120)는 기어치의 전체적인 형상 오차 여부를 판단할 수 있는 기준신호가 되며, 상기 장파장성분신호(120)의 신호 특성을 통해 테스트기어의 오버 볼 다이어미터(Over Ball Diameter), 기어 편심(Run Out) 등이 불량 판단의 기준 범위 내에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다.
즉, 상기 장파장성분신호(120)가 설계 상 미리 설정된 불량판단의 범위를 벗어날 경우, 테스트기어의 전체적인 형상은 불량 가공된 것으로 판단하게 된다.
한편, 상기 회전각가속도 성분의 신호를 고대역통과필터(High Pass Filter)를 통과시키게 되며, 상기 회전각가속도 성분의 고주파 특성을 파악할 수 있는 단파장성분신호(130)를 얻게 된다.
상기 단파장성분신호(130)는 기어치에 포함된 기어찍힘, 스크랫치 등의 미세한 가공 불량이 포함되었는지의 여부를 판단할 수 있는 기준신호가 된다.
즉, 상기 단파장성분신호(130)가 설계상 미리 설정된 불량판단의 범위를 벗어날 경우 테스트기어에는 스크랫치, 기어찍힘 등의 가공 불량이 포함된 것으로 판단하게 된다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.
첨부의 하기 도면들은, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1 은 본 발명에 따른 기어검사장치의 정면도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 기어검사장치의 평면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 기어검사장치에 포함되는 엔코더의 사시도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 기어검사방법의 단계를 나타내는 블럭도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 기어검사장치에 의해 얻어지는 회전각 속도 차이의 변화량 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 마스터 기어 20: 마스터기어장착부
30: 테스트기어 40: 테스트기어장착부
50: 구동수단 60: 회전속도검출수단

Claims (17)

  1. 기어 가공 상태의 검사를 위한 기준이 되는 마스터기어와;
    상기 마스터기어를 장착하기 위한 마스터기어장착부와;
    상기 마스터기어와 치합되어 회전되는 테스트기어와;
    테스터기어를 장착하착하기 위한 테스트기어 장착부와;
    상기 마스터기어 또는 테스트기어 중의 어느 하나에 대해 회전력을 인가하기 위한 구동수단과;
    상기 마스터기어와 테스터 기어의 회전속도를 검출하기 위한 회전속도검출수단과;
    상기 마스터기어와 테스트기어의 축간 거리를 고정하기 위한 축간거리고정수단과;
    상기 마스터기어 또는 테스터기어의 전후진 이송을 위한 전후진이송수단과을 포함하며,
    상기 회전속도검출수단은 상기 마스터기어와 테스트기어의 회전각속도를 검출하는 엔코더로 구성되고,
    상기 엔코더는 상기 마스터기어와 테스트기어의 기어축에 동축으로 설치되며,
    상기 회전각속도로부터 회전각가속도를 계산하기 위한 각가속도계산수단과;
    상기 각가속도계산수단에 의해 얻어진 각가속도신호의 저대역주파수성분을 추출하기 위한 저대역통과필터(Low Pass Filter)와;
    상기 각가속도계산수단에 의해 얻어진 각가속도신호의 고대역주파수성분을 추출하기 위한 고대역통과필터(High Pass Filter)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 비틀림 진동을 이용한 기어 검사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동수단에 의한 기어 맞물림 회전에 토크 부하를 인가할 수 있는 부하인가수단을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 비틀림 진동을 이용한 기어 검사장치.
  3. 마스터기어와 테스트기어를 상호 치합시키는 단계와;
    치합된 상기 마스터기어 또는 테스트기어에 회전력을 인가하는 단계와;
    상기 마스터기어와 테스트기어의 회전각속도를 검출하는 단계와;
    상기 회전각속도로부터 회전 각가속도를 계산하는 단계와;
    상기 회전각가속도의 특성이 미리 지정된 범위에 포함되는지의 여부로써 테스트 기어의 품질을 판단하는 단계를 포함하며,
    상기 회전각속도를 검출하는 단계는 상기 마스터기어와 테스트기어의 기어축에 결합된 엔코더의 신호를 검출하는 단계이며,
    상기 엔코더의 신호를 검출하여 상기 엔코더의 신호로부터 기어의 회전 각가속도를 계산하는 단계와;
    상기 마스터기어와 테스트기어의 회전 각가속도 차이의 저대역주파수성분을 추출하는 단계와;
    상기 마스터기어와 테스트기어의 회전 각가속도 차이의 고대역주파수성분을 추출하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 비틀림 진동을 이용한 기어검사방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 회전력을 인가하는 단계는 회전속도를 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비틀림 진동을 이용한 기어검사방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 마스터기어의 엔코더와 테스트기어의 엔코더 신호의 차이를 이용하여 전달오차(Transmission Error)를 계산하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 비틀림 진동을 이용한 기어검사방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 마스터기어와 테스트기어를 상호 치합시키는 단계에서 상기 마스터기어와 테스트기어의 축간 거리는 고정되는 것을 특징으로 하는 비틀림 진동을 이용한 기어검사방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
KR1020090135385A 2009-12-31 2009-12-31 비틀림 진동을 이용한 기어 검사장치 및 검사방법 KR101144902B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090135385A KR101144902B1 (ko) 2009-12-31 2009-12-31 비틀림 진동을 이용한 기어 검사장치 및 검사방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090135385A KR101144902B1 (ko) 2009-12-31 2009-12-31 비틀림 진동을 이용한 기어 검사장치 및 검사방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110078551A KR20110078551A (ko) 2011-07-07
KR101144902B1 true KR101144902B1 (ko) 2012-05-16

Family

ID=44918007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090135385A KR101144902B1 (ko) 2009-12-31 2009-12-31 비틀림 진동을 이용한 기어 검사장치 및 검사방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101144902B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101426658B1 (ko) * 2013-06-26 2014-08-07 경희대학교 산학협력단 기어의 형상을 검사하는 방법 및 장치
CN104458252A (zh) * 2014-08-30 2015-03-25 吉林大学 一种高速列车齿轮箱运行状态监测方法
CN114046990B (zh) * 2021-11-16 2023-11-14 重庆大学 一种高温高速圆柱齿轮扭振耐久试验台

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5723835A (en) * 1980-07-18 1982-02-08 Toyota Motor Corp Testing method and apparatus for meshing of gear
JPH08159921A (ja) * 1994-11-30 1996-06-21 Nitto Seiko Co Ltd 歯車の検査装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5723835A (en) * 1980-07-18 1982-02-08 Toyota Motor Corp Testing method and apparatus for meshing of gear
JPH08159921A (ja) * 1994-11-30 1996-06-21 Nitto Seiko Co Ltd 歯車の検査装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110078551A (ko) 2011-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2162699B1 (en) Pre tension monitoring solution
US7784345B2 (en) Device and method for combined testing of gears
KR101144902B1 (ko) 비틀림 진동을 이용한 기어 검사장치 및 검사방법
KR101220391B1 (ko) 기어 검사장치
KR20070012692A (ko) 구조적으로 튜닝된 진동 기반 부품 점검 시스템 및 방법
US20080238416A1 (en) Rotation angle detector
US20090249633A1 (en) Functional rolling master gear, spindle, and arbor compensation
CN103245298B (zh) 球笼式等速传动轴总成圆周间隙检测方法
CN116086284A (zh) 基于机器视觉的减速器回差测量方法及测量装置
KR20090001155A (ko) 기어 측정 시스템 및 그 제어방법
KR101234085B1 (ko) 이중 치합 방식의 기어 검사 장치
CN210374876U (zh) 一种大齿轮齿圈跳动的检测装置
CN201302438Y (zh) 能同时测量螺旋伞齿轮副的安装距和偏置距的专用检具
US3580068A (en) Apparatus for testing rotary power transmitting components
JP3398205B2 (ja) 一歯面噛合式歯車試験による歯面の打痕検出方法
US6138493A (en) Kinematic error test calibration
CN109489599A (zh) 一种自校准的渐开线齿轮副振动位移及动态传动误差测量方法
JP3861615B2 (ja) 歯車角度測定方法及び歯車角度検査装置
JP2002168619A (ja) 歯車の偏心等の誤差測定方法およびその装置
KR100803068B1 (ko) 자동변속기 회전부품 동심도 검사시스템
KR100535895B1 (ko) 기어 노이즈 측정 시스템
US8550704B2 (en) Method for detecting automobile differential fill omission
CN109238696B (zh) 智能横轴截割减速机加载试验系统及加载试验方法
JP2024030245A (ja) ウォームギヤの検査装置、及びウォームギヤの検査方法
JP2021096121A (ja) 機械的結合の判定方法及び機械的結合の判定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150305

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160303

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180309

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200218

Year of fee payment: 9