非接触・高速・高精度ギヤピッチ計測法の開発

开发非接触式、高速、高精度齿轮齿距测量方法

• 批准号: 18760112
• 负责人: 小森 雅晴
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760112/
• 关键词: 計測; ピッチ; 歯車; 高精度; 非接触

生活環境向上のため、機械騒音に対する要求が厳しくなってきている。例えば、自動車や鉄道などでは、耳障りで不快な歯車に起因する騒音(ギヤノイズ)が問題となっており、ユーザからのクレームが多発している。また、風力発電装置ではギヤノイズが周辺住民の睡眠を妨げるなどの問題が発生している。ギヤノイズは歯車の歯の数百nmから数umオーダーのピッチ誤差に影響されるため、騒音低減のためには歯車の高度な品質管理が必要となる。しかしながら、現在の歯車測定機のピッチ測定精度は十分ではない。また、歯車のピッチは、通常、接触式のプローブを用いて測定されるため、膨大な測定時間が必要となっている。このような点から、産業界の要求を満足するものとはなっていない。このような状況に対処するため、本研究では次の成果を得ることを目的とする。1.歯の撮影画像の合焦度合いに着目した、ギヤピッチの非接触計測法を開発する。2.測定精度と長い作動距離(測定対象と測定機の間の距離)を実現する。3.ピッチの高速測定法を実現する。4.本原理の応用の可能性を調査する。本年度は、回転ステージ、光学系、歯車固定・調整用冶具類とを組み合わせ、測定実験装置を構築した。ピッチを高精度に測定するためには、測定対象物を測定機に高精度に設置する必要がある。このための位置・姿勢の微細調整が可能な設置台の構築を行った。また、簡易な構成で実現できるピッチ測定法の検討を行い、ピッチ測定アルゴリズムを構築した。

为了改善居住环境，对机器噪音的要求越来越严格。例如，在汽车、铁路等领域，由齿轮引起的噪音（齿轮噪音）是一个刺耳难听的问题，收到了很多用户的投诉。此外，风力发电机还造​​成齿轮噪音等问题，影响附近居民的睡眠。齿轮噪声受到齿轮齿中数百纳米到几微米数量级的节距误差的影响，因此需要对齿轮进行先进的质量控制来降低噪声。然而，当前齿轮测量机的节距测量精度还不够。此外，由于通常使用接触式探针来测量齿轮的节距，因此需要大量的测量时间。从这一点来看，它并不能满足行业的需求。为了应对这种情况，本研究旨在获得以下结果。 1. 开发一种以拍摄牙齿图像的聚焦程度为重点的非接触式齿轮节距测量方法。 2.实现测量精度和长工作距离（测量目标与测量装置之间的距离）。 3.实现高速的音调测量方法。 4. 研究应用这一原则的可能性。今年，我们将旋转平台、光学系统和用于固定和调整齿轮的夹具组合起来，构建了一个测量实验装置。为了高精度地测量螺距，需要将被测物体高精度地放置在测量机上。为此，我们构建了一个安装支架，可以对位置和方向进行微调。我们还研究了一种可以通过简单配置实现的音调测量方法，并开发了一种音调测量算法。