Many springs Only one spring Problems:

ドキュメント内 機械設計工学 (Page 59-75)

航空機用薄肉歯車の振動 肉歯車の振動:モード1

薄肉歯車の振動解析

有限要素法による構造振動解析が必要である。

肉歯車の振動:モード3 肉歯車の振動:モード2

肉歯車の振動:モード5 肉歯車の振動:モード4

厚肉歯車振動と薄肉歯車振動の区別

厚肉歯車の振動加速度の キャンベル線図

Campbell diagram

薄肉歯車の動ひずみの キャンベル線図

(Campbell diagram)

厚肉歯車の振動

=

歯のかみあい衝撃による 歯の曲げ振動

薄肉歯車の振動

=

歯のかみあい衝撃による 歯車の構造振動

2.歯車の騒音

歯車の騒音は歯のかみあい衝撃によるものである。かみ あい衝撃を無くせば、歯車の騒音もなくなる。

F

Z

2F

Z

3F

Z

4F

Z

5F

Z

歯車騒音のキャンベル線図(Campbell diagram)

𝑭 𝒛 =

歯のかみあい周波数

3.効 率

効率は入力回転数、負荷トルク、グリース温度、減速比等により変化する。

効率

η

とは減速機内部の機械摩擦(ギヤやオイルシールなど)や潤滑剤の撹拌運 動などによる機械エネルギーの損失をいう。

%

 100

 

入力軸回転数 入力軸トルク

出力軸回転数 出力軸トルク

効率の理論計算:

効率の測定結果:

理論上、効率の計算はまだ難しい問題であり、測定により判明するのは殆どである。

効率%

減速機の効率測定装置

出力側 入力側

モータ トルク

変換機

トルク 変換機

ゴム 継手

2

3

4 8 7

10

9

ゴム パウダブレーキ 継手

歯車1 歯車2 ギャボックス

(1)歯車の入力軸と出力軸は同心ではない場合

効率測定

出力側 入力側

モータ トルク

変換機 トルク

変換機

2

9 8

10

パウダブレーキ 継手

歯車2 ギャボックス

3 3

継手 継手

7

減速機の効率測定装置

(2)減速比の入力軸と出力軸は同心である場合

効率測定装置

トルク変換機 50kgfm パウダブレーキ

継手 継手

モータ

1650 トルク変換機

TPS-A-50Nm

SFC-060SA2 -16B-30BH

SFC-060SA2 -16B-30BH

4.大減速比歯車装置のヒステリシス曲線

ヒステリシス曲線:入力軸を固定し、出力軸にトルクを定格までゆっくりかけ、その後 除荷した時の負荷と出力軸のねじれ角の関係をヒステリシス曲線と呼ぶ。

ロストモーション: 定格トルク×±

3%

負荷時のねじれ角。

バネ定数:ヒステリシスカーブ上で、定格トルク×

50%

の点と、定格トルクの点の

2

を結んだ直線の傾き。

バックラッシ:ヒステリシス曲線のトルク「ゼロ」におけるねじれ角を指す。

バックラッシ

5.大減速比歯車装置のヒステリシス曲線測定

入力軸固定用フランジ

入 力 側

大速比歯車装置

(試験対象)

トルク変換機

(負荷トルクを測定)

大速比減速機

(増速機として使用、トルク を増幅させる役割)

6.歯車装置の無負荷ランニングトルク

無負荷ランニングトルクとは、減速機を無負荷の状態で回転させ るために必要な入力軸側でのトルクを意味する。

入力回転数

r/min

入力トルク

N

cm

増速起動トルク

増速起動トルクとは、減速機を無負荷の状態で出力側から起動させる為に必 要なトルクを意味する。

増速起動トルク以上のトルクが出力軸に作用した状態で、入力軸側をフリーに すると入力軸が増速回転する。使用時、注意すべきである。

サイクロイド減速機の増速起動トルク

枠番 増速起動トルク

Nm Kgf

m

D15 34 3.5

D25 60 6

D30 72 7

D35 88 9

D45 167 17

出典:住友重機械工業(株) 製品カタログ

7.主軸受モーメント剛性と許容モーメント

モーメント剛性:

外部よりかかるモーメントによって生ずる 出力側フランジの傾き剛さを表す。

許容モーメント:

許容されている最大モーメントをいう。

(荷重点間スパン)

表1 モーメント剛性、許容モーメントとスラスト荷重

枠番

モーメント 剛性

許容

モーメント

許容スラスト 荷重

Nm/arcmin Nm N

D15 510 883 3924

D25 833 1177 3924

D30 1127 1668 5199

D35 1470 1962 7848

D45 2450 2943 10791

8.使用温度

 減速機を使用する時には環境温度が定まっている。主な原 因は潤滑剤の温度や材料の焼き入れ後の焼き戻し温度制 限によるものである。許容される環境温度範囲で使用しない と、減速機が早期破損するので、減速機の環境温度や内部 温度に注意する必要がある。

 油の粘度は温度により変化する。一般的に温度が低いほど

動粘度は高くなるので、油膜の形成に有利になる。逆に温度

が高くなると、動粘度が低下するので、油膜の形成に不利に

なり、歯車やベアリングなどの部品の接触強度が低下する。

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