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歯車装置からの騒音対策
2023/10/15 16:18
- 歯車装置からの騒音対策について考えましょう。DCモーターを使用し、歯車で減速するメカ試作を行っていますが、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。
- 歯車にはジュラコンを使用し、軸にはSUSを使用しています。グリス塗布は不可です。しかし、メカ設計（歯車）の経験がないため、原因を特定することができません。
- 考えられる原因と対策を教えていただきたいです。歯車の構成は、平歯車→平歯車→ウォームギア→ウォームホイール→平歯車であり、装置は小判型の弁当箱ぐらいの大きさです。
歯車装置からの騒音対策
2007/05/09 18:37
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。
質問者が選んだベストアンサー
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
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その他の回答 （5件中 1～5件目)
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
お礼
2007/05/12 11:54
ありがとうございます。
計算ソフト、試してみます。
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
補足
2007/05/09 21:47
歯車箱もジュラコンですが、全ての歯車を実装していません
モーターは板金で固定。
モーターの次からウォームホイールまでは
ジュラコンの歯車箱（２部品)に固定
ウォームホイールから先は板金に固定。
伝達馬力 0.392mN・m
入力回転数 5230rpm
減速比は 1:207
モジュール 0.5
歯数 12-(20-12)-(20-ウォームギア歯数比20)-(ウォームホイール-5)-50-56
※カッコ内は一体の歯車です
ウォームは正規方式です
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？
補足
2007/05/09 19:13
歯車の設計がまったくの初めなので
（構造屋なので)
・軸の平行度が出ていない
＞うーん、測定していません。
・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）
＞試作なので、切削品です。
・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）
＞うーん、しかし軸を抑えてみても音に変化が無いのですが・・・
・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？）
＞はずかしながら、計算はまともにしていません
標準品を参考に、切削品で試作しました。
標準品でサイズ、減速比を満足するものを見つけられなかったので。
そこらへんの基本が出来てないと、かなり騒音は拡大するのでしょうか？
試作品の為、軸間距離は調整できるようにしたのですが・・・
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
お礼
2007/05/09 19:05
バイブルありがとうございます。
歯車設計が、まったく初めてなので参考にさせてもらいます。
お礼
2007/05/10 11:19
お忙しいところ計算していただきありがとうございます。
＞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
そういった歯車設計の常識を理解しないまま、設計、試作してしまい
今困っています。
これを機にいろいろ勉強したいと思います。