内歯車の精密研削加工と高性能内歯車変速機に関する研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650136
• Research Institution: Saga University
• Principal Investigator: 石橋 彰 佐賀大学, 理工学部, 教授 (80037720)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 園田 計二 佐賀大学, 理工学部, 助手 (50163142)
• Keywords: 歯車 / 内歯車 / 遊星歯車 / 歯車研削盤 / 騒音 / 振動 / トラクションドライブ / 効率

Research Abstract

本研究では、すでに設計製作が完了していた5軸コンピュータ数値制御歯車成形研削盤の研削ヘッド部を改造して内歯車が研削できるようにした。成形研削砥石は研削盤上で単石ダイアモンドドレッサーで自動的に成形した。研削砥石には、アランダム粒のビトリファイド結合のものを用いた。研削した内歯車はモジュール4、歯数60枚、歯幅50mm、標準歯丈の平内歯車である。この内歯車を用いた遊星歯車変速機の太陽歯車(外歯車)、および遊星歯車も試作した歯車研削盤で仕上げた。この内歯車変速機は、減速比が大きくないので、動力伝達効率は非常によい(98%以上)。この変速機の他に、減速比を大きくするため、2種類の複合形差動遊星歯車変速機を設計製作して負荷運転を行った。更に、自動車の自動変速機に使用されている内歯車形遊星歯車変速機の一部の歯車を研削して、歯車研削の効果を調べた。上記の歯車のみを用いた変速機は効率は高いが、歯車を研削しても騒音を十分満足できる程度に低くすることができなかった。歯車の歯のかみ合いにおける、衝撃的な荷重の負荷と除荷は、歯がある限り歯車の精度を高くしても避けることができない。本研究では、将来の有望な高性能内歯車変速機として、内歯車形遊星変速機の歯車の一部をローラに置き換えたハイブリット形変速機も試作して負荷運転を行った。このハイブリッド形変速機では、ローラ部における油膜を介する動力伝達では、衝撃的な荷重の伝達が無くなるとともに、一部に残存する歯車の衝撃的かみあいを緩和して騒音を著しく低くできることが分かった。ただし、変速機の容積を一定としたときに、動力伝達能力と効率が低くなるので、歯車のみを用いる変速機の騒音を低くする研究を更に地道に行う必要がある。特に、歯面の研削のみでなく、遊星歯車の歯厚の厳密な管理、遊星歯車と内歯車の位相差かみ合わせ、歯形と歯筋の最適修整量などの研究も必要である。

Research Products

• [Publications] 石橋 彰: "外転差動を含む複合歯車機構の正確な効率計算式" 日本機械学会第71期全国大会講演論文集. Vol.E. 127-129 (1993)
• [Publications] 園田 計二: "EHL条件下の接触面の摩擦係数について" 日本機械学会第71期全国大会講演論文集. Vol.E. 94-96 (1993)
• [Publications] Akira ISHIBASHI: "Estimation of Efficiency Gear Drives with Complex Mechanism using Traction Coefficient obtained by Disk Machine" Proceeding of 6th Internatinal Con.on Tribolgy. Vol.4. 371-376 (1993)
• [Publications] Shao Ming: "特殊歯形を持つはすば内歯車の形削り技術に関する研究" 中国機械学会誌. Vol.29. 37-40 (1993)
• [Publications] Akira ISHIBASHI: "Effects of surface roughness and type of oil on traction characteristics between steel rollers" Internatinal Jounal on the Science ant Technology of Friction,Lubrication and Wear. 印刷中. (1994)