ノ-バックラッシ歯車装置の開発

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62420025
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 林 輝 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (40016762)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩附 信行 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (70193753) ; 林 巌 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (80016790)
• Keywords: 歯車機構 / 減速機 / 両歯面かみあい / ノ-バックラッシ / 効率 / 振動 / 過渡応答 / 周波数応答

Research Abstract

定方向押付け形ノ-バックラッシ歯車装置を提案し、その性能の検討をすすめ、本年度は次の実績を得た。
1.設計について:(1)各構成部品の剛性、バックラッシ、ヒステリシス、摩擦係数(以下、特性値と呼ぶ)の本装置の軸系のねじりに対する影響度を求める「バックラッシ解析」の方法を確立し、これを試行した結果、一般に歯車装置では軸受、継手部分に大きな問題があり、設計にこの解析を取り入れるべきことが明らかになった。(2)効率については、一般の歯車のかみ合い効率の向上方法に従った設計方針をまとめ、その検証のための試験歯車(中間軸つき)と可動軸受を製作した。
2.過渡応答について:出力軸に過渡応答の実験のためのフライホイ-ル、ロ-タリエンコ-ダを取り付け、測定デ-タ処理のコンピュ-タ入・出力回路の製作、通り付けを行った。これを用いた実験の結果、(1)片歯面かみ合い歯車装置に比べ、本装置では過渡振動はほとんど完全に抑制され、(2)本方法の中心的要素である可動軸受については積層ゴム形が弾性ヒンジ形よりも過渡振動や強度の点で有利なことが明らかにされた。
3.制御特性について:本装置の本来の目的である、制御装置内で用いる場合の制御安定性に対する装置の特性値の影響度を記述関数法を用い理論的に求めた。その結果、この影響度が定量化され、例えば、バックラッシよりもヒステリシスの方が不安定の大きな要因になることなどが明らかにされた。
4.まとめ:本年度までの研究の結果、本装置の実用性が確認され、主な設計指針を得る事ができた。これらの研究結果を用いて、この装置の小型化の研究を進めるとともに、未了である最適設計の試験歯車、および2列中間軸の荷重分担性能の検証実験を継続して行う予定である。

Research Products

• [Publications] 林輝: "両歯面かみあい歯車の性能について" 昭和63年度精密工学会春季大会学術講演論文集. 1037-1038 (1988)
• [Publications] 林輝: "定方向押付け形ノ-バックラッシ歯車機構の動的性能" 昭和63年度精密工学会秋季大会学術講演論文集. 811-812 (1988)
• [Publications] 林輝: "定方向押付け形ノ-バックラッシ歯車装置の過渡応答" 1989年度精密工学会春季大会学術講演論文集. 337-338 (1989)
• [Publications] 林輝: "位置決め機構用減速歯車装置の性能評価方法" 1989年度精密工学会春季大会学術講演論文集. 335-336 (1989)
• [Publications] 林輝: "運動伝達用歯車装置の伝達誤差要因分析" 1989年度精密工学会秋季大会学術講演論文集. 57-58 (1989)
• [Publications] 林輝: "定方向押付け形ノ-バックラッシ歯車装置の制御特性" 1989年度精密工学会秋季大会学術講演論文集. 59-60 (1989)