狩猟歯の頻度を理解する
狩猟歯の頻度 (HTF-集合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 ギア・ペアの構成要素で、ギア・ペアの回転速度を表す。 同じ ピニオンの個々の歯は、ギヤの同じ個々の歯と再び接触します。これは2つの歯数の最大公約数(GCD)で固定され、スペクトルでは以下の間隔として表示されます。 サイドバンド 周り ギアメッシュ周波数（GMF）.
HTFは診断上、重要である。 特定の個々の歯 - HTFサイドバンドを認識することで、どのギアが、どの歯が故障の原因であるかを正確に特定することができます。従って、HTFサイドバンドを認識することは、どのギアが、そしてどの歯が故障の原因であるかを正確に特定するのに役立ちます。 ギア欠陥 診断.
1.定義と物理的意味
2つのギアが一緒に動くとき、あるピニオンの歯は、1回転ごとに次々とギアの歯と噛み合う。ピニオンの歯が最初に噛み合った歯に戻るかどうか、またどのくらいで戻るかは、2つの歯数の算術的な関係によって決まります。ハンチング歯数とは、単純にその戻り率のことである。HTFが低いということは、特定の歯のペアがめったに出会わないということであり、HTFが高いということは、同じペアが何度も何度も出会うということである。.
これには、正反対の方向に働く2つの結果がある。摩耗に関しては、HTF が低いことは良いことです：損傷と製造誤差が全ての歯に広がります。同じようにHTFが低いと、1つの不良歯の振動シグネチャーが1回転に1回の割合で発生するため、簡単に見つけることができます。この数値を理解することで、両方のストーリーを一度に読むことができます。.
2.数学的基礎
式
htf = gcd(n₁, n₂) × rpmピニオン / 60
- N₁ = ピニオンの歯数
- N₂＝ギアの歯数
- GCD = N₁とN₂の最大公約数
HTFが変調するGMFは，N×軸回転数である。 ギアメッシュ周波数計算機 はGMFとそのサイドバンドファミリーを直接計算する。 ギア比計算機 は、計算式を適用する前に必要な入出力速度関係を処理します。.
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 - 両方とも素数なので、共通因子はない。
- HTF = 1 × 1800 ÷ 60 = 30 Hz, ピニオンシャフト回転数と同じ
- 意味： パターンが繰り返される前に、すべてのピニオンの歯がすべてのギアの歯と噛み合う
- 結果： 最適な摩耗分布の真の狩猟歯車
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： 同じ歯に集中した摩耗パターン
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組の歯と歯の接触が繰り返される
3.狩猟用と非狩猟用のギアセット
ハンティングトゥース・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
- 摩耗はすべての歯に均一に分布します。.
- 製造誤差は強化されるのではなく、平均化される。.
- ギアの寿命が長い。.
- ほとんどの用途に適している。.
- デメリット:
- 特定の歯の欠陥は、シャフト速度で振動を発生させる（HTF＝シャフト速度なので）。.
- より精密な製造が要求されるかもしれない。.
非ハンティング・デザイン（GCD > 1）
歯数が共通の因子を持つ場合に発生する：
- 利点:
- よりシンプルな歯数選択。.
- 標準的な市販のギヤサイズを使用できる。.
- デメリット:
- 同じ歯が繰り返し噛み合う（GCDユニークペアのみ存在）。.
- 摩耗は同じ歯のペアに集中する。.
- 特定の歯の製造誤差は、毎サイクル繰り返される。.
- 通常、ギアの寿命が短くなる。.
- 高品質のギアボックスの設計では一般的に避けられる。.
4.振動シグネチャー
サイドバンド・スペーシングとしてのHTF
HTFが単独で強いピークとして現れることはまれで、メッシュ周波数周辺のサイドバンドの間隔として現れる。 振動スペクトル:
- 中央ピーク： 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： サイドバンドの振幅は、局所的な欠陥の深刻さを反映している。.
これらのサイドバンドは高いメッシュ周波数に集まり、密集していることがあるため、2つのテクニックがその暴露に役立つ。. ケプストラム分析 サイドバンドファミリーを1行に折りたたみ、間隔を読みやすくする。 エンベロープ分析 変調されたメッシュ信号から、損傷した歯の1回転に1回の衝撃を回復します。.
診断パターン
損傷歯は1本： GMFの周りのHTFの間隔で強いサイドバンド；HTFは、損傷した歯を搭載するギアのシャフト速度に等しい；そのギアの1回転につき1回の衝撃；GMFの周りのHTFの間隔で強いサイドバンド；HTFは、損傷した歯を搭載するギアのシャフト速度に等しい。 時間波形 は明確な周期的インパルスを示している。.
ギアの偏心： 歯の噛み合い深さは1回転に1回変化し、GMFを振幅変調する。 偏心).
歯の間隔が不揃い： 歯ピッチに製造誤差があり、HTFでパターンが繰り返されるもの。ギア交換が必要な場合もあるが、許容範囲内であれば許容される。.
5.診断の実際
欠陥ギアの特定
ピニオンギアとメインギアのどちらに欠陥があるかを調べる：
- 両方のシャフト速度を計算する： 入力回転数と出力回転数。.
- サイドバンド・スペーシングの測定 振動スペクトルから.
- 間隔＝入力シャフトの周波数 → の場合 欠陥はピニオンにある。.
- 間隔＝出力軸の周波数 → の場合 欠陥はギアにある。.
- 結論 サイドバンドの間隔から、どのシャフト、つまりどのギアに問題があるかがわかる。.
ポータブル2チャンネルアナライザーはまさにこのような測定に適しています。光学式タコメーターがシャフト角度にデータをロックすることで バランセット-1A ギアボックスのハウジングでスペクトルと時間波形をキャプチャし、既知の入出力速度に対してサイドバンドの間隔を測定することができます。A 高調波周波数計算機 そして、測定されたRPMを正確なHz値に変換して探します。.
重症度評価
- サイドバンドの振幅： 振幅が大きいほど、局所的な欠陥がより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： 明確な周期的衝動は、個々の歯への衝撃を裏付ける。.
- GMFとの比較: GMF振幅の～25%以上のサイドバンドは、重大な欠陥を示している。 欠陥度 敷居が高い。.
6.設計上の考慮事項
歯数の選択
- 素数を使う 可能であれば、GCD＝1（ハンチングトゥース・デザイン）を強制する。.
- 共通要因を避ける - 20：60（GCD＝20）のような組み合わせは避ける。.
- 良い例だ： 17:51、19:57、23:69（いずれもGCD=1）。.
- トレード・オフ： この制約は、使用可能なギア比をわずかに制限することができる。.
非狩猟が認められる場合
- 摩耗が重要でない低負荷用途。.
- 正確な比率が要求される標準ギアセット。.
- 摩耗分布があまり重要でない短寿命の用途。.
- 製造上の利点が摩耗によるペナルティを上回る場合。.
7.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： 入力と出力に1×（最低周波数）。.
- 結局: ハンティング・デザインではシャフト速度と等しく、非ハンティング・デザインでは高くなる。.
- GMF： 歯数×軸回転数-最高一次周波数。.
- GMFハーモニクス： 2×GMF、3×GMFなど、メッシュの非線形性や バックラッシュ.
サイドバンド分析戦略
- 軸速度の間隔にサイドバンドがある→偏心ギヤか個々の歯に欠陥がある。.
- HTF間隔でのサイドバンド（HTF≠シャフト速度）→繰り返し歯型の問題。.
- 明確なサイドバンドなし→一般的な分布 ギア摩耗, あるいは単に健康的なギアである。.
ハンチング歯数はギヤダイナミクスの微妙なコーナーですが、強力な診断情報を提供します。HTFの計算を理解し、HTFのサイドバンドを認識することで、分析者はどのギアに欠陥があるのか、また、そのトラブルが1つの損傷歯なのか、より分散した状態なのかを正確に特定することができます。.
