ハンチング歯周波数とは？ギアパターン繰り返し• ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、粉砕機、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用できます。 ハンチング歯周波数とは？ギアパターン繰り返し• ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、粉砕機、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用できます。

ハンチング歯周波数とは？ギアパターンの繰り返し

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狩猟歯の頻度を理解する

定義: 狩猟歯頻度とは何ですか?

狩猟歯の頻度 （HTF、アセンブリ位相周波数または最大公約数周波数とも呼ばれる）は低周波である。 振動 歯車対における、ピニオンと歯車の同じ歯が再び接触する速度を表す成分。この周波数は、各歯車の歯数の最大公約数（GCD）によって決定され、変調周波数として現れ、歯車の歯数と歯車の歯数に相関関係が生じる。 サイドバンド 周り ギアメッシュ周波数（GMF）.

歯のハンチング周波数は診断上重要です。HTF での振動は、ギアの全体的な状態ではなく、特定の個々の歯の問題 (歯の割れ、局所的な摩耗、偏心など) を示すため、ギアの欠陥の正確な場所と性質を特定するのに役立ちます。.

数学的基礎

計算方法

HTF は、歯数の最大公約数 (GCD) を使用して計算されます。

式

  • HTF = GCD(N₁, N₂) × RPMピニオン / 60
  • ここで、N₁ = ピニオンの歯の数
  • N₂ = ギアの歯の数
  • GCD = N₁とN₂の最大公約数

例

例1：狩猟歯ペア

  • ピニオン: 1800 RPMで23歯
  • ギヤ： 67本の歯
  • GCD(23, 67): 1（素数、共通因数なし）
  • HTF = 1 × 1800 / 60 = 30 Hz （ピニオンシャフト速度と同じ）
  • 意味： 各ピニオン歯は各ギア歯と噛み合い、パターンが繰り返される
  • 結果： 狩猟用歯歯車 — 最適な摩耗分布

例2: 非狩猟ペア

  • ピニオン: 1800 RPMで20歯
  • ギヤ： 60本の歯
  • GCD(20, 60): 20
  • HTF = 20 × 1800 / 60 = 600 Hz
  • 意味： 同じ20組の歯が繰り返し噛み合う
  • 結果： 同じ歯の摩耗パターンが集中している

例3: 中間的なケース

  • ピニオン: 3600 RPMで18歯
  • ギヤ： 54本の歯
  • GCD(18, 54): 18
  • HTF = 18 × 3600 / 60 = 1080 Hz
  • パターン： 18の異なる歯の接触ペアが繰り返される

狩猟用ギアセットと非狩猟用ギアセット

狩猟歯のデザイン（GCD = 1）

歯の数が互いに素（共通因数がない）の場合に達成されます。

  • 利点:
    • 各ピニオンの歯は最終的にすべてのギアの歯と噛み合う
    • 摩耗がすべての歯に均一に分散される
    • 製造エラーの平均化
    • ギア寿命の延長
    • ほとんどのアプリケーションに適しています
  • デメリット:
    • 特定の歯の欠陥により、シャフト速度で振動が発生します（HTF = シャフト速度）
    • より精密な製造が必要になる場合があります

非狩猟設計（GCD > 1）

歯の数が共通の要因を共有している場合に発生します。

  • 利点:
    • より簡単な歯数選択
    • 標準ギアサイズを許可する場合があります
  • デメリット:
    • 同じ歯が繰り返し噛み合う（GCD の一意のペアのみ）
    • 摩耗が同じ歯のペアに集中している
    • 特定の歯の製造エラーがサイクルごとに繰り返される
    • ギアの寿命が短くなる
    • 高品質のギアボックス設計では一般的に避けられる

振動シグネチャー

サイドバンド間隔としてのHTF

HTF は主に GMF の周囲のサイドバンド間隔として現れます。

  • 中央峰： GMF（ギアメッシュ周波数）
  • サイドバンド: GMF±HTF、GMF±2×HTF、GMF±3×HTF
  • 解釈： HTF間隔のサイドバンドは、個々の歯の欠陥または偏心を示します。
  • 振幅： サイドバンド振幅は局所的な欠陥の重大性を示す

診断パターン

1本の損傷した歯

  • GMF周辺のHTF間隔における強いサイドバンド
  • HTF = 損傷した歯を持つギアの軸速度
  • 欠陥ギアの回転ごとに1回の衝撃
  • 時間波形は周期的なインパルスを示す

ギアの偏心

  • ランアウトからのHTFサイドバンド（偏心マウント）
  • 歯のかみ合い深さは1回転ごとに変化する
  • GMFの振幅変調を作成する
  • 再取り付けまたは振れ補正により修正可能

不等間隔歯

  • 歯間隔の製造誤差
  • HTFでパターンの繰り返しを作成する
  • 許容範囲内であればギアの交換または承認が必要になる場合があります

実践的な診断

欠陥のあるギアの特定

どのギア（ピニオンギアまたはメインギア）に欠陥があるかを判断します。

  1. 両方のシャフト速度を計算します。 入力および出力RPM
  2. サイドバンド間隔の測定: 振動スペクトルから
  3. 比較する： サイドバンド間隔 = 入力軸周波数の場合 → ピニオンの欠陥
  4. 比較する： サイドバンド間隔 = 出力軸周波数の場合 → ギアの欠陥
  5. 結論 サイドバンド間隔はどのシャフト（そしてどのギア）に問題があるかを特定します

重症度評価

  • サイドバンド振幅: 振幅が大きいほど局所的な欠陥が深刻であることを示す
  • サイドバンドの数: サイドバンドが多いほど（高次数ほど）、状態が悪いことを示す
  • 時間波形: 明確な周期的衝撃により個々の歯の衝撃を確認
  • GMFとの比較: GMF振幅の25%を超えるサイドバンドは重大な欠陥を示す

設計上の考慮事項

歯番号の選択

ギア設計のベストプラクティス:

  • 素数を使用する: GCD = 1 を保証します (ハンティング歯設計)
  • 共通要因を避ける: 20:60 (GCD=20)のような歯数を使用しないでください
  • 良いペアの例: 17:51、19:57、23:69（すべてGCD=1）
  • トレード・オフ： ギア比の選択肢が若干制限される可能性があります

狩猟が許可されない場合

  • 摩耗が重要でない低負荷アプリケーション
  • 正確な比率が求められる標準ギアセット
  • 短寿命アプリケーション（摩耗分布はそれほど重要ではない）
  • 製造上の利点が摩耗の考慮を上回る場合

他のギア周波数との関係

ギアボックスの周波数階層

  • シャフト速度: 入力と出力（最低周波数）の1倍
  • 結局: シャフト速度と同等（ハンチング設計）またはそれ以上（非ハンチング設計）
  • GMF: 歯数×軸速度（最高一次周波数）
  • GMF高調波: 2×GMF、3×GMFなど（非線形性から）

サイドバンド解析戦略

  • 軸速度間隔でのサイドバンド→偏心ギアまたは個々の歯の欠陥
  • HTF間隔でのサイドバンド（HTF≠軸速度の場合）→歯のパターンの繰り返しの問題
  • 明確なサイドバンドなし → 全体的に摩耗が分散しているか、ギアの状態が良好

歯のハンチング周波数は、ギアのダイナミクスにおける微妙な側面ではありますが、強力な診断情報を提供します。HTFの計算方法を理解し、HTFサイドバンドを認識することで、どのギアに欠陥があるか、また問題が特定の歯の損傷によるものか、それともより広範囲に及ぶ状態なのかを正確に特定することができ、ギアボックスのトラブルシューティングにおいて、的を絞ったメンテナンス作業の指針となります。.

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