著者

井上 克己 山中 将 増山 知也 成田 幸仁

出版者

東北大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2004

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歯車の損傷は大きい経済的損失をもたらし,人命に直接関わる事故に繋がる恐れがある.したがって,そのリスクマネージメントは極めて重要である.一方で,エネルギー消費の低減やリデュース設計のため,歯車装置には小型軽量化と長期信頼性の確保という,相反する要求が科せられている.これに応えるために,使用状態における歯車の損傷確率を評価し,信頼性を考慮した寿命を推定することが不可欠である.本研究は,平成16年度から3ヵ年にわたり,浸炭歯車へのリスクマネージメントの適用を目指して以下の項目を実施した.1.材料中の介在物分布から寿命を推定するシミュレーション法の開発2.歯車試験に基づくシミュレーション法の妥当性の確認3.損傷確率を考慮して浸炭歯車の伝達荷重と寿命を評価し保証する方法の確立.最終年度である今年度は,浸炭歯車のピッチング強度を推定する方法の確立を目的とした研究を行った.歯面の損傷事例に関するこれまでの報告を精査し,面圧強度を律するクライテリオンとして,材料中の介在物に加わるせん断応力とモードIIの応力拡大係数の2種類を導入した.また,かみ合いによる歯面上の負荷点の移動に基づいて歯の応力分布を計算する有限要素プログラムを発展させ,ピッチング強度とピッチング発生位置をシミュレートするためのプログラムを開発した.このプログラムを用いてピッチング強度シミュレーションを行い,クライテリオンとしてせん断応力が適することを明らかにした.シミュレーションの結果,これまでの損傷事例報告に近いピッチング強度が得られた.この成果は近く学会発表する予定である.