歯車装置からの騒音対策

Question

ＤＣモーターを使い、歯車で減速するメカ試作したのですが、
歯車に負荷がかかると、うねるような音が発生してしまい
顧客要求を満足できません。

歯車はジュラコンを使用しています。
　軸にはＳＵＳを使用しています。
　グリス塗布は不可です。

メカ設計(歯車)の経験がない為、原因がつかめません。
考えられる原因と対策を教えていただきたいです。

歯車の構成ですが、下記のような感じです
平歯車→平歯車→ウォームギア→ウォームホイール→平歯車
それと、装置としては小判型弁当箱ぐらいです。

Accepted Answer

初段だけ計算してみました
ｚ＝１２の歯車は現状では０．００６６の切り下げが
発生しています（切削歯車と述べておられるので）
数値的には非常に小さな値です

これに転位を施して切下げ量を零にして計算してみました

小歯車     ,大歯車
モジュール            ,m     ,          0.5
基準圧力角(deg)       ,α    ,          20
歯数                  ,z     ,     12    ,      20
転位係数              ,x     ,0.298133329,       0
またぎ歯数            ,zm    ,      2    ,       3
またぎ歯厚            ,W     ,2.400099417,  3.830219688
転位係数の和          ,x1+x2 ,       0.298133329
インボリュートα      ,invα ,       0.014904384
インボリュートα'      ,invα',       0.021686362
かみあい圧力角(deg)   ,α'   ,      22.55723702
速度比                ,i     ,          0.6
歯数の和              ,z1+z2 ,          32
中心距離補正係数      ,y     ,       0.280600266
中心距離              ,a     ,         8.1403
基準円直径            ,d     , 6         ,     10
基礎円直径            ,db    ,5.638155725,  9.396926208
噛合部のピッチ円直径  ,d'    ,6.1052251  ,  10.17537517
歯末の丈              ,ha    ,0.640300133,  0.491233469
歯丈                  ,h     ,       1.116233469
歯先円直径            ,da    ,7.2806003  ,  10.9824669 
歯先円圧力角(deg)     ,αa   ,39.24860152,  31.17061563
インボリュートαa(rad),invαa,0.131976246,  0.060890915
歯先円歯厚の半角(deg) ,ψa   ,1.828486416,  1.011207579
歯先円弧歯厚          ,sa    ,0.232346585,  0.193828479
歯底円直径            ,df    ,5.048133   ,  8.750000 
円弧歯厚              ,s     ,0.893909821,  0.785398163
歯厚の半角(deg)       ,ψ    ,8.536210001,  4.5
弦歯厚                ,s-bar ,0.890606541,  0.784590957
弦歯丈                ,ha-bar,0.673533375,  0.5066468
歯溝の半角(rad)       ,η    ,0.097910034,  0.063635432

少し見難いのですが我慢して読んで下さい
モーター直結の第一段は歯車に弱点を無くしていきたいからです

それから終段に行くに従いモジュールを少しづつ大きくは
設計されないのでしょうかトルクが終段ほど大きくなります

追記：
バックラッシは”０”で計算しています
標準的には０．０５位の法面バックラッシ必要です

Answer

既に回答は多数あるので、うねる音ということから想像できるのは、歯の当たりが一定で無いことが考えられます。ギヤピッチ円と回転軸の同芯度あたりが怪しいかと思います。下記ＵＲＬも参照されると参考になるかと思います。ＫＨＫの歯車計算ソフトGCSWは、設計する際役立ちますので、おすすめです。 http://www.khkgears.co.jp/khk_products/gcsw_dimension_calculator.html

【参考】http://www.khkgears.co.jp/gear_technology/guide_info.html

お礼

ありがとうございます。
計算ソフト、試してみます。

2007/05/12 11:54

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Answer

歯車を支持する歯車箱の要素も
気になるところです、共振現象が発生する
場合がある

伝達馬力
入力回転数
減速比
モジュール
歯数
等のの仕様が分かれば検討する
範囲も広がると思います

プラスチックの歯車は金属製に
比べて歯が撓み易いトルクに応じた
モジュールと歯幅が重要です
また、プラス転位させて曲げモーメントを
稼ぐ方法もあります

軸間距離調整が可能とありますが
駆動系の剛性を落とす原因になってないでしょうか

追記：
ウォームは正規方式か又は
はす歯歯車代用ですか

Answer

サクっと、考えられる事を列挙します。
（装置の詳細が分からないので、少し無責任に書きますぞ！）

・軸の平行度が出ていない
・樹脂製歯車特有の、抜き勾配の為、歯筋がせっている
　（向きをアベコベに組んで誤魔化した経験有り）
・軸の強度不足で撓んでいる（負荷が掛かるとってのが、怪しい）
・軸間距離　等、基本的な緒元の計算が、どこかで間違っている。
　（歯車は標準品を、お使いですよね？　バックラッシュ等は、どう？）

んなところでしょうか？　お心当たりはありますか？

Answer

http://www.nmri.go.jp/eng/khirata/design/ch06/ch06_02.html
バイブルです
バックラッシの適切化
小さくしすぎると、騒音がひどくなります

やっぱ、適正化なんですね

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