船舶用トランスミッション用ハイパーコニカルギヤの歯面疲労強度に関する研究

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23560150
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 小松原 英範 山形大学, 理工学研究科, 助教 (40361274)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大町 竜哉 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (80250679)
• Keywords: 機械要素 / 歯車

Research Abstract

コニカルギヤを用いている船舶用トランスミッションをコニカルドライブマリンギアと呼んでいる．近年，船舶用トランスミッション業界も益々競争が激しくなり，特にその高容量化・軽量化が求められてきた．この要求に応えるため，コニカルギヤの曲げ強度および歯面強度を向上させたハイパーコニカルギヤを開発した． しかし,ハイパーコニカルギヤは，形状が複雑であるため，その強度評価の研究は緒についたばかりで，厳しい条件下での設計に困難を来たしている．そこで本研究は，マリンギア用ハイパーコニカルギヤの面圧強度評価法の確立を目的とする．そのために，ハイパーコニカルギヤの面圧疲労強度を実験的に求める．本研究の最終目標はハイパーコニカルギヤの面圧強度設計式を求め，より精密な設計方法の確立することである．なお，平成25年度の進捗状況は以下の通りである．
[１. ハイパーコニカルギヤの面圧疲労強度試験]　　動力循環式歯面疲労強度試験装置を用い，それぞれ異なる負荷条件のもとで歯面の面圧疲労強度試験を行う．耐久試験では，一定時間ごとの歯面損傷の様子を観察し，歯面の面圧と寿命の関係を求める．その後，歯面修正量（コンケーブ量）の異なる試験歯車を用い，引き続き歯面の面圧疲労強度試験を行った．得られた実験結果を，最大ヘルツ圧力により整理し，ハイパーコニカルギヤの面圧強度を求めた．
[２. ハイパーコニカルギヤの面圧強度設計式の提案]　　　動力循環式歯面疲労強度実験により得られた面圧強度を基に，新たにハイパーコニカルギヤの面圧強度設計式の基礎式を提案した．この面圧強度設計式は，現在一般の円筒歯車の強度計算に使用されているISO6336（円筒歯車の強度に関する国際規格）を基礎として新たに提案した．しかし，ハイパーコニカルギヤの面圧強度計算式は，今後，歯面疲労強度試験を継続し，更なる検討が必要である．