| Project/Area Number |
21K03827
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18040:Machine elements and tribology-related
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
NARITA Yukihito 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90431519)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 機械要素 / トラクションドライブ / 疲労強度 |
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| Outline of Research at the Start |
信頼性の高いトラクションドライブの転がり疲労強度予測式の導出を目的として，三か年に渡って以下の研究を行う．
一年目は表面と内部に既知寸法の人工欠陥を設けたローラで疲労試験を行い，表面き裂と転がり疲労強度の関係式および，内部介在物と寿命（き裂進展速度）の関係式を導出する．
二年目は表面のみに人工欠陥を導入したローラで疲労試験を行い，トラクションドライブの疲労損傷の起点となる表面き裂発生のクライテリオンと転がり疲労損傷メカニズムを明確にする．
三年目はこれまでに得られた実験結果から任意繰り返し数における転がり疲労強度とそのばらつきを予測する式を導出し，多数個試験と比較して精度を確認する．
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| Outline of Final Research Achievements |
To improve the reliability of the rolling fatigue strength design of traction drives, which have potential as a component of reducers that can be adapted to the increased speed of EV motors, we analyzed the fatigue damage mechanism. Observation of the inside of the roller during fatigue testing revealed that the cause of damage, which had previously been thought to be internally initiated damage such as from non-metallic inclusions, was cracks initiating from the roller surface and propagating into the roller's interior. We then applied the Paris law of fracture mechanics and a fatigue life prediction method to the traction drive, and found that the predicted life and fatigue test results were generally in agreement.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
トラクションドライブには歯車等の他の伝動要素と比較して高速回転に適するという利点がる．これに破壊力学の疲労寿命予測式を適用した例は見られず，結果もおおむね一致したことは，良い成果と言える．ただし，精度向上の余地はあり，また，介在物がき裂進展速度に及ぼす影響も未解明である．これらをさらに解決出来れば，トラクションドライブの疲労強度設計の信頼性が高まり，EV用モータの高速化に対応可能な減速機の実現が可能となると思われる．
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