最新の鉄道輸送、航空、ハイエンドの機械装置の分野では、ギアトランスミッションには高い効率と信頼性だけでなく、優れたNVHパフォーマンス（騒音、振動、過酷さ）も必要です。 NVHのレベルは、ユーザーエクスペリエンスとサービスライフに直接影響し、機器のメンテナンスコストとブランドイメージに大きな影響を与えます。この記事では、テスト方法、影響要因、およびギアNVHの最適化戦略を体系的に紹介します。
1.ギアボックスにおけるNVHの重要性
ギアトランスミッション中、メッシュ中に小さな幾何学的エラー、アセンブリ逸脱、または物質的な欠陥を振動およびノイズ源に変換できます。鉄道列車のギアボックスの場合、高い騒音は乗客の快適性に影響するだけでなく、ベアリングやギアなどのコンポーネントの疲労損傷を悪化させ、それによりマシン全体のサービス寿命を短縮します。材料と送信スキームを変更せずに、科学的なNVHのテストと最適化を通じて、騒音削減とサービスライフ改善の二重の利点を達成できます。
ギアボックスで生成された振動とノイズは、ハウジング応答を通じて車両の他の部分に送信されます。励起源は主に伝送エラーであり、送信パスにはギアシャフトベアリングハウジングとギアエアハウジングが含まれます。
2。ギアノイズの主なソース
歯のプロファイルとヘリックスエラー：これらのエラーによって引き起こされる不均一なメッシュは、メッシュの影響を引き起こし、ノイズピークが増加します。
過剰なギアの表面粗さ：メッシュの接触状態に直接影響し、高周波ノイズを生成します。
アセンブリエキセントリックとラジアルランアウト：これらは、メッシュポイントに不均一な力を引き起こし、周期的なノイズにつながります。
共鳴周波数の重ね合わせ：ギアのメッシュ周波数がボックス、シャフト、または外部構造の共振周波数に近い場合、ノイズは大幅に増幅されます。
3。ギアノイズテスト方法
3.1音響測定
自由場マイクを使用して、動作中にギアボックスの音圧レベル（DB）を測定します。
健全な強度分析では、主要なノイズ源を見つけることができます。
環境ノイズからの干渉を避けるために、テストは、環境の環境または半抗環境で実行する必要があります。
たとえば、路面電車の音響テストでは、マイクアレイを使用して、路面電車、ボギー構造、ホイールセット要素などのコンポーネントのノイズ源を検出します。音響領域には、ギアボックス、ボギーカバーなどが含まれます。
3.2振動分析
三軸加速度計を使用して、ギアボックスのさまざまな方向に振動信号を記録します。
FFT（高速フーリエ変換）分析により、振動信号をスペクトログラムに変換して、異常な周波数成分の存在を決定します。
注文分析と組み合わせて、ギアメッシュ周波数と他の機械的成分の振動を区別できます。
周波数スペクトルは、1xギア、1xピニオン、1xgmf（ギアメッシュ周波数）、2xgmf、3xgmfなどのさまざまな周波数に対応する振幅を示すことができます。拍車のギアの場合、ヘリカルギアの場合、ヘリカルギアの場合、軸振動はより明白です。
3.3表面粗さテスト
表面粗さメーター（Taylor Hobson Talysurfなど）を使用して、歯の表面のRAやRZなどのパラメーターを測定します。
過度の表面粗さは摩擦を増加させるだけでなく、メッシュノイズを増幅します。
高速ギアの場合、高周波ノイズ成分を減らすために、RAが0.4μm以下のRAを等しくすることをお勧めします。
4。NVH最適化戦略
4.1歯の表面修正最適化
ヒントとルートレリーフ：歯の根が関与するときの衝撃を軽減します。
クラウン：歯の方向に沿って荷重の濃度を減らします。変更を最適化することにより、メッシュ衝撃力を効果的に減らし、ソースからのノイズを抑制することができます。
さまざまな放物線プロファイル（セカンダリ、クエリック、およびセクスティックの放物線）を備えた二重冠ヘリカルギア、底圧削減やチップクリアランスなどの特徴を備えた輪郭を描くギアなど、さまざまな変更方法があります。メッシュ中の異なる修正方法は異なる接触パスになります。
4.2表面粗さの改善
表面の粗さを減らすために、精密粉砕、磨き、研磨およびローリングテクノロジーを使用します。
ローリング強化により、RA値を低下させるだけでなく、歯の表面硬化層の品質も改善できます。
ホーニングは効果的なプロセスです。ホーニングツールの軸は適切に設定されており、ホーニングツール（特定のヘリックス角を持つアルミナなどの研磨セラミックで作られた精密にマシンされた内部ギア）がワークピースギアを処理します。操作中、ギアの歯の表面の処理（接触）方向は、実際のギアメッシュ中の方向とほぼ同じです。
4.3動的バランスとアセンブリの精度
ギアとシャフトの動的バランステストを実施して、振動源を減らします。
不均一な負荷を避けるために、アセンブリ中に放射状のランアウト（FR）と軸ランアウト（FA）を制御します。
5。標準とテスト要件
国際および業界の基準には、ギアNVHパフォーマンスの明確な要件があります。
ISO 1328：ギアの精度グレードとエラー範囲を指定します。
ISO 8579：ギアトランスミッションノイズ測定を扱います。
ISO 10816：振動の監視と評価基準をカバーしています。
NVHテストを生産プロセス全体の品質管理に統合することにより、製品が工場を離れる前に送信システムの静かさと安定性を確保できます。
ギアNVHテストは、工場検査の一部であるだけでなく、ギアの設計、加工、アセンブリのプロセス全体を実行する必要があります。体系的な音響測定、振動分析、および表面粗さの測定と、修正の最適化と精密処理技術と組み合わせて、ギアボックスの運用的な静かさとサービス寿命は、コストを増やすことなく大幅に改善できます。これは、製品の競争力の現れであるだけでなく、現代の機械製造の高品質の開発における必然的な傾向でもあります。
