专利名称：噪音预测方法
技术领域：
本发明涉及一种对在树脂齿轮对啮合时产生的噪音的大小进行预测的噪音预测方法。
背景技术：
齿轮是主要进行动力、旋转的传递的重要的机械零件之一。以往，齿轮是通过切肖|J、烧结金属来制作成的。如上所述的金属齿轮具有制造成本高且重、而且一般需要润滑脂进行润滑等缺点。因此，近年来，能够通过注射成形等极其容易地制造的树脂齿轮备受关注。树脂齿轮重量轻，振动吸收性高，而且不加油也能够使用，因此取代金属齿轮而被用于广泛的领域。但是，随着树脂齿轮的用途扩大，在高速的状态下使用树脂齿轮的情况也不断增力口。而且，有推进树脂齿轮的小型化倾向，以及随之降低噪音的要求进一步变严格的倾向。 推测上述噪音是由于齿轮对的啮合不够良好而产生的。树脂齿轮由于成形时的收缩而在尺寸精度上存在问题，与金属制齿轮相比，齿轮对的啮合容易产生问题。因此，公知有精度高的树脂齿轮(参照专利文献1)、抑制了噪音的特殊齿轮(参照专利文献2)。另外，作为齿轮对啮合不良的主要原因之一，能够列举出齿轮的完成度(精度)较低。作为表示齿轮的完成度(精度)的指标，有JIS齿轮试验。在JIS齿轮试验中，关于齿轮的精度，通过齿距误差(单一齿距误差、累积齿距误差)、齿形误差(齿形角误差、齿形形状误差)、齿向误差(齿向形状误差、螺旋角误差)、两齿面啮合误差等来进行评价(JIS B1702-3)，但是无论哪一个误差都与齿轮对啮合时的噪音无关。如上所述，以往，即使知道噪音是由于树脂齿轮对的啮合不良而产生的，但是对于如何评价啮合不良、如何将该评价与噪音的大小相结合却是一无所知。因此，不能够预测由于树脂齿轮对的啮合而产生的噪音的大小。专利文献1 日本特开平11-030514号公报专利文献2 日本特开平11-325221号公报
发明内容
本发明就是为了解决上述课题而做出来的，其目的在于提供一种对在树脂齿轮对啮合时产生的噪音的大小进行预测的方法。本发明人为了解决上述课题反复进行了认真研究。其结果，发现了树脂齿轮对的啮合位置处的模数的导出方法，发现在相互啮合的树脂齿轮的法向齿距的差与在树脂齿轮对啮合时产生的噪音的大小之间具有非常强的关联性并且根据上述法向齿距差能够预测噪音的大小，终至完成了本发明。更具体地说，本发明提供以下方法。(1) 一种对利用依据JIS B1702标准的方法测量出的齿形误差的测量位置为最小半径位置或最大半径位置的树脂齿轮对的、由于上述最大半径位置彼此的啮合而产生的噪音进行预测的方法，其包含导出第一关系式的第一关系式导出程序，该第一关系式表示规定的齿形测量位置的齿的、一个树脂齿轮的利用依据Jis B1702标准的方法测量出的压力角误差与上述一个树脂齿轮的基本参数的分度圆半径位置处的模数的关系；导出第二关系式的第二关系式导出程序，该第二关系式表示在上述齿形误差的测量位置为上述最小半径位置的情况下、上述一个树脂齿轮的基本参数的分度圆半径位置处的、上述一个树脂齿轮的齿厚与模数的关系；最大半径位置模数导出程序，在该程序中，在上述齿形误差的测量位置为上述最大半径位置的情况下，将上述压力角误差代入上述第一关系式，求出上述一个树脂齿轮的上述最大半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的模数；在上述齿形误差的测量位置为上述最小半径位置的情况下，采用利用依据JIS B1702标准的方法测量出的齿向形状误差和上述一个树脂齿轮的上述最小半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的模数，导出上述一个树脂齿轮的上述最大半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的齿厚，将该齿厚代入上述第二关系式，求出上述一个树脂齿轮的上述最大半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的模数；齿轮法向齿距导出程序，在该程序中，根据在上述最大半径位置模数导出程序中获得的模数，求出上述最大半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的、上述一个树脂齿轮的法向齿距；对方齿轮法向齿距导出程序，在该程序中，利用与导出上述法向齿距相同的方法，对于另一个树脂齿轮，也导出上述最大半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的法向齿距；噪音预测程序，在该程序中，根据上述一个树脂齿轮的上述法向齿距、上述另一个树脂齿轮的上述法向齿距、预先测量的上述树脂齿轮对的树脂齿轮之间的法向齿距的差与噪音大小的关系，预测噪音的大小。(2)根据(1)所述的噪音预测方法，上述第一关系式导出程序包含以下步骤步骤 1，在上述一个树脂齿轮上决定规定的齿形测量位置，假定该规定的齿形测量位置的齿的模数为上述基本参数的模数的规定倍；步骤2，在规定的齿形测量位置的齿上，导出上述假定的模数的基本参数的分度圆半径位置处的压力角；步骤3，根据在上述步骤2中获得的压力角和上述基本参数的分度圆半径位置处的压力角，求出压力角误差；步骤4，至少变更两次上述规定倍，重复从上述步骤2到步骤3，求出各个假定中的压力角误差；步骤5，导出表示上述压力角误差与上述一个树脂齿轮的基本参数的分度圆半径位置处的模数的关系的第一关系式。 (3)根据(1)或(2)所述的噪音预测方法，上述第二关系式导出程序包含以下步骤步骤1’，根据上述第一关系式，导出上述最小半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的模数，采用该模数导出上述最小半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的齿厚；步骤2’，将在上述步骤1’中导出齿厚时所用的模数，从上述最小半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的值至少变更一次为规定的值，导出各个模数中的齿厚；步骤3’，导出表示上述一个树脂齿轮的齿厚与模数的关系的第二关系式。采用本发明，通过导出树脂齿轮对的啮合位置处的模数、根据啮合位置的模数导出两齿轮的法向齿距并求出法向齿距的差，能够预测在树脂齿轮对啮合时产生的噪音的大小。
图1是表示由于成形时的收缩而呈鼓状变形的树脂齿轮的图。图2是表示齿轮的模数与压力角误差的关系的图表。图3是表示由收缩引起的树脂齿轮的齿的形状变化的图。图4是表示齿厚与齿轮的模数的关系的图表。图5是表示齿向图及该齿向图内的规定位置处的齿的截面的图。图6是表示法向齿距差与噪音大小的关系的图。图7是表示在实施例所用的树脂齿轮中、啮合的树脂齿轮之间的法向齿距差与噪音大小(dB)的关系的图表。
具体实施例方式以下，详细说明本发明的实施方式，但本发明并不限定于以下的任何实施方式，在本发明的目的范围内，能够适当地加以变形来实施。另外，关于说明重复的部分，有时适当地省略说明，但并不是限定发明的主旨。本发明的噪音预测方法是针对依据JIS B1702标准的方法测量的、齿形误差的测量位置为最小半径位置或最大半径位置的树脂齿轮对，对该树脂齿轮对在上述最大半径位置彼此啮合时产生的噪音的大小进行预测的方法。首先，说明实施本发明的噪音预测方法时成为前提的条件。本发明的噪音预测方法以树脂齿轮对在最大半径位置彼此啮合的情况为对象。确定该条件的理由如下所述。本发明的特征之一在于，导出树脂齿轮的啮合位置的齿的基本参数的分度圆半径位置处的模数，根据该模数导出啮合位置处的法向齿距，根据树脂齿轮之间的啮合位置处的上述法向齿距的差，预测啮合时产生的噪音的大小。为了导出相互啮合的树脂齿轮的啮合位置的上述模数，如后所述，需要假定树脂齿轮对在最大半径位置彼此啮合。另外，树脂齿轮对一般都是在最大半径位置彼此啮合的，因此本发明的方法能够应用于以往公知的普通的树脂齿轮。本发明的噪音预测方法以齿形误差的测量位置为最小半径位置或最大半径位置的情况为对象。以下，说明确定这种条件的理由。本发明的噪音预测方法的特征之一在于，在预测的过程中，导出树脂齿轮的啮合位置的齿的基本参数的分度圆半径位置处的模数。若不将齿形误差的测量位置设为最小半径位置或最大半径位置，则无法如后所述求出啮合位置处的上述模数。另外，大部分的树脂齿轮由于成形时的收缩而使齿形误差的测量位置成为最小半径位置，其次较多的是使齿形误差的测量位置成为最大半径位置的收缩。因而，本发明的噪音预测方法能够应用于普通的大多数树脂齿轮。本发明的噪音预测方法是以按照规格毫无误差地制作压力角并且成形时在同一 ζ 坐标轴上均勻地进行收缩的情况为对象。确定该条件的理由如下所述。另外，ζ轴是指齿向方向。本发明的噪音预测方法的特征之一在于，考虑了树脂齿轮成形时的收缩。通过按照规格毫无误差地制作压力角并且均勻(在同一ζ坐标轴上均勻)地进行成形时的收缩，如后所述，压力角误差表示齿轮位置相对于理论上决定的理想位置的偏离(由成形时的收缩引起的偏离)，能够考虑成形树脂齿轮时产生的树脂齿轮的收缩地对噪音进行预测。另夕卜，一般在树脂齿轮中，基本上按照规格几乎无误差地制作压力角，成形时的收缩也均勻 (在同一 Z坐标轴上均勻)地进行。因而，本发明的噪音预测方法能够应用于普通的大多数树脂齿轮。如上所述，实施本发明的噪音预测方法时成为前提的条件全部表示普通的树脂齿轮的特征。因而，即使是附带如上所述的条件，本发明的噪音预测方法也能够应用于大多数树脂齿轮。 另外，用于制作树脂齿轮的树脂材料，并不特别地限定，能够使用以往公知的树月旨。另外，树脂材料可以包含多种树脂，也可以包含颜料、抗氧化剂等添加剂。噪咅预测方法以下，以标准正齿且标准齿的齿轮为例说明本发明的噪音预测方法。其他，关于斜齿轮等也能够用同样的考虑方法预测噪音。以图1(a)所示的呈鼓状变形的树脂齿轮为例进行说明。图1所示的树脂齿轮的基本参数如下所述。模数m0齿数z。压力角α0分度圆直径d0分度圆半径r0基圆半径rb0图1(b)是图1(a)所示的树脂齿轮的放大图，是明确了 χ方向、y方向、ζ方向所指的方向的图。X方向是齿厚方向，y方向是齿高方向，Z方向是齿向方向。另外，以呈鼓状变形的树脂齿轮为例进行说明的理由如上所述，是因为一般树脂齿轮都是呈图1所示的鼓状变形。本发明的噪音预测方法具有第一关系式导出程序、必要时进行的第二关系式导出程序、最大半径位置模数导出程序、齿轮法向齿距导出程序、对方齿轮法向齿距导出程序、 噪音预测程序。以下，进一步详细说明这些程序。m-^^Mmm第一关系式导出程序是导出第一关系式的程序，该第一关系式表示规定的齿形测量位置的齿的、一个树脂齿轮的利用依据Jis B1702标准的方法测量出的压力角误差与上述一个树脂齿轮的基本参数的分度圆半径位置处的模数的关系。例如能够以包含以下步骤 1 5的方法导出。在步骤1中，在上述一个树脂齿轮上决定规定的齿形测量位置，假定该规定的齿形测量位置的齿的模数为基本参数的分度圆半径位置处的模数的规定倍。具体来说，按如下所述进行。“决定规定的齿形测量位置”是指在沿图1(a)所示的ζ方向延伸的圆弧A上的任意位置处决定齿形测量位置。可以决定在任意位置，但优选决定在圆弧A的中央。因而，以下，说明在圆弧A的中央的Al处决定齿形测量位置的情况。接着，假定齿形测量位置Al的齿的基本参数的分度圆半径位置处的模数m为Hitl的X1倍。根据该假定，能够用以下的数学式(I) (VI)表示位置Al处的树脂齿轮的规格 (不是基本参数，而是成为Hitl的X1倍的模数的齿轮的规格)。另外，HI1表示模数，Z1表示齿数，α工表示压力角，Cl1表示分度圆直径，Γι表示分度圆半径，A1表示基圆半径。[数学式1] In1=HiciXx1-(I)Z1 = Z0... (II)Q1=Q 0... (III)Cl1 = Iii1Xz1 = Iii0Xx1Xz0- (IV)Γι =屯/2 = (Hi0Xx1 X ζ0)/2— (V)Tb1 = T1Xcos α 0 = {(m0X X1X ζ0)/2} Xcos α 0··· (VI)在步骤2中，在上述规定的齿形测量位置Al的齿上，导出上述基本参数的分度圆半径位置OJ处的压力角(α / )。具体来说，按如下所述进行。上述压力角Ci1是将分度圆半径设为ri时的压力角。但是，在用JIS试验求出齿形误差时，将分度圆半径作为A而求出，因此关于Al的位置的齿轮的齿，需要求出A位置处的压力角α/。压力角Ci1’如将根据rb = rXC0Sa得到的以下的数学式(VII)变形而成的数学式(VIII)所示。[数学式2]
权利要求
1.一种噪音预测方法，其对利用依据Jis B1702标准的方法测量出的齿形误差的测量位置为最小半径位置或最大半径位置的树脂齿轮对的、由于上述最大半径位置彼此的啮合而产生的噪音进行预测，其中，该噪音预测方法包含导出第一关系式的第一关系式导出程序，该第一关系式表示规定的齿形测量位置的齿的、一个树脂齿轮的利用依据JISB1702标准的方法测量出的压力角误差与上述一个树脂齿轮的基本参数的分度圆半径位置处的模数的关系；导出第二关系式的第二关系式导出程序，该第二关系式表示在上述齿形误差的测量位置为上述最小半径位置的情况下、上述一个树脂齿轮的基本参数的分度圆半径位置处的、 上述一个树脂齿轮的齿厚与模数的关系；最大半径位置模数导出程序，在该程序中，在上述齿形误差的测量位置为上述最大半径位置的情况下，将上述压力角误差代入上述第一关系式，求出上述一个树脂齿轮的上述最大半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的模数；在上述齿形误差的测量位置为上述最小半径位置的情况下，采用利用依据JIS B1702标准的方法测量出的齿向形状误差和上述一个树脂齿轮的上述最小半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的模数，导出上述一个树脂齿轮的上述最大半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的齿厚，将该齿厚代入上述第二关系式，求出上述一个树脂齿轮的上述最大半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的模数；齿轮法向齿距导出程序，在该程序中，根据在上述最大半径位置模数导出程序中获得的模数，求出上述最大半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的、上述一个树脂齿轮的法向齿距；对方齿轮法向齿距导出程序，在该程序中，利用与导出上述法向齿距相同的方法，对于另一个树脂齿轮，也导出上述最大半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的法向齿距；噪音预测程序，在该程序中，根据上述一个树脂齿轮的上述法向齿距、上述另一个树脂齿轮的上述法向齿距、预先测量的上述树脂齿轮对的树脂齿轮之间的法向齿距的差与噪音大小的关系，预测噪音的大小。
2.根据权利要求1所述的噪音预测方法，其中，上述第一关系式导出程序包含以下步骤步骤1，在上述一个树脂齿轮上决定规定的齿形测量位置，假定该规定的齿形测量位置的齿的模数为上述基本参数的模数的规定倍；步骤2，在规定的齿形测量位置的齿上，导出上述假定的模数的基本参数的分度圆半径位置处的压力角；步骤3，根据在上述步骤2中获得的压力角和上述基本参数的分度圆半径位置处的压力角，求出压力角误差；步骤4，至少变更两次上述规定倍，重复从上述步骤2到步骤3，求出各个假定中的压力角误差；步骤5，导出表示上述压力角误差与上述一个树脂齿轮的基本参数的分度圆半径位置处的模数的关系的第一关系式。
3.根据权利要求1或2所述的噪音预测方法，其中，上述第二关系式导出程序包含以下步骤步骤1’，根据 上述第一关系式，导出上述最小半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的模数，采用该模数导出上述最小半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的齿厚；步骤2’，将在上述步骤1’中导出齿厚时所用的模数，从上述最小半径位置的齿的上述基本参数的分度圆半径位置处的值至少一次变更为规定的值，导出各个模数中的齿厚； 步骤3’，导出表示上述一个树脂齿轮的齿厚与模数的关系的第二关系式。
全文摘要
本发明提供一种预测在树脂齿轮对啮合时产生的噪音的大小的噪音预测方法。利用具有第一关系式导出程序、必要时进行的第二关系式导出程序、最大半径位置模数导出程序、齿轮法向齿距导出程序、对方齿轮法向齿距导出程序、噪音预测程序的方法，对树脂齿轮对啮合时产生的噪音的大小进行预测。更具体地说，导出树脂齿轮对的啮合位置的齿的模数，根据啮合位置的模数导出两齿轮的法向齿距，求出法向齿距的差，根据法向齿距差与噪音大小的关系预测噪音的大小。
文档编号G06F19/00GK102169528SQ20101061505
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月22日 优先权日2009年12月24日
发明者长永昭宏 申请人:宝理塑料株式会社