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Verification of characteristics of novel-shaped spherical gear and examination of adaptability as a precise positioning mechanism

Research Project

Project/Area Number 16K06062
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Design engineering/Machine functional elements/Tribology
Research InstitutionNational Institute of Technology, Toyota College

Principal Investigator

Tanaka Toshiharu  豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (70455137)

Research Collaborator KOTANI Akira  
OIWA Takaaki  
Project Period (FY) 2016-10-21 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords球体歯車 / バックラッシ / 動力伝達 / 位置決め / 歯車 / 機械要素
Outline of Final Research Achievements

In order to evaluate positioning performance of a pair of spherical gears, an experimental apparatus is designed and constructed, and backlash value and transmitted efficiency are measured. Intersecting axis angle between the spherical gears is every 20 degree from 0 degree to 60 degree. As the results, this pair of gears has a backlash value from 3.64 to 21.0 mrad, and it is found that the larger intersecting axis angle increases the backlash value. Moreover, it is revealed that the gears have a transmitted efficiency from 56.5 to 87.6%.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

一般的な歯車は自由度が1であるのに対して本研究の球体歯車は多自由度を有する.そのため,従来では歯車を複数個組み合わせて多自由度とした構成部分へ適用することによって,構造が簡単かつ低コストで構成することができる.さらに,小型かつチタン製とすれば医療分野などにも適用できる.球体歯車対とした位置決め装置を構築し,軸交差角度の変化がバックラッシ量や伝達効率などに及ぼす影響を具体的に明らかにしたことにより,今後の球体歯車の設計の参考とすることができる.これらのように,本成果を通じて従来に無い歯車伝達機構を提案することができた.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018 2017

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] 球体歯車のバックラッシ量の測定2019

    • Author(s)
      田中淑晴,國分大吾,小谷明
    • Organizer
      第24回高専シンポジウムinOyama
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigation of Transmitted Behavior between Spherical Gears for Precision Positioning2018

    • Author(s)
      T.Tanaka, A.Kotani, T.Oiwa, D.Kokubun
    • Organizer
      The 8th International Conference on Positioning Technology
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 球体歯車による位置決めに関する研究(第4報)2018

    • Author(s)
      國分大吾,田中淑晴,小谷明,大岩孝彰
    • Organizer
      平成30年度計測自動制御学会中部支部若手研究発表会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 球体歯車による位置決めに関する研究(第3報)2018

    • Author(s)
      山下大翔,田中淑晴,小谷明,大岩孝彰
    • Organizer
      第23回高専シンポジウムin Kobe
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 球体歯車による位置決めに関する研究(第2報)2018

    • Author(s)
      堀上卓磨,田中淑晴,小谷明,大岩孝彰
    • Organizer
      第23回高専シンポジウムin Kobe
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 球体歯車による位置決めに関する研究2017

    • Author(s)
      堀上卓磨,田中淑晴,小谷明,大岩孝彰
    • Organizer
      日本設計工学会東海支部平成28年度研究発表講演会
    • Place of Presentation
      名城大学天白キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-10
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 球体歯車の回転挙動の測定2017

    • Author(s)
      堀上卓磨,田中淑晴,小谷明,大岩孝彰
    • Organizer
      第22回高専シンポジウムin Mie
    • Place of Presentation
      鳥羽商船高専
    • Year and Date
      2017-01-28
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 球体歯車の位置決めに関する研究2017

    • Author(s)
      堀上卓磨,田中淑晴,小谷明,大岩孝彰
    • Organizer
      平成29年度計測自動制御学会中部支部オープンラボ・若手研究発表会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2016-10-24   Modified: 2020-03-30  

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