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リスマクネージメントのための浸炭歯車の伝達荷重と寿命の保証法

研究課題

研究課題/領域番号 16360074
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関東北大学

研究代表者

井上 克己  東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (90005554)

研究分担者 山中 将  東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (20292229)
増山 知也  鶴岡工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (80282094)
成田 幸仁  東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (90431519)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
15,100千円 (直接経費: 15,100千円)
2006年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2005年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2004年度: 11,100千円 (直接経費: 11,100千円)
キーワード歯車 / 強度 / 信頼性工学 / 疲労 / 面圧 / P-S-N曲線 / 損傷確率 / リスクマネージメント
研究概要

歯車の損傷は大きい経済的損失をもたらし,人命に直接関わる事故に繋がる恐れがある.したがって,そのリスクマネージメントは極めて重要である.一方で,エネルギー消費の低減やリデュース設計のため,歯車装置には小型軽量化と長期信頼性の確保という,相反する要求が科せられている.これに応えるために,使用状態における歯車の損傷確率を評価し,信頼性を考慮した寿命を推定することが不可欠である.
本研究は,平成16年度から3ヵ年にわたり,浸炭歯車へのリスクマネージメントの適用を目指して以下の項目を実施した.
1.材料中の介在物分布から寿命を推定するシミュレーション法の開発
2.歯車試験に基づくシミュレーション法の妥当性の確認
3.損傷確率を考慮して浸炭歯車の伝達荷重と寿命を評価し保証する方法の確立.
最終年度である今年度は,浸炭歯車のピッチング強度を推定する方法の確立を目的とした研究を行った.歯面の損傷事例に関するこれまでの報告を精査し,面圧強度を律するクライテリオンとして,材料中の介在物に加わるせん断応力とモードIIの応力拡大係数の2種類を導入した.また,かみ合いによる歯面上の負荷点の移動に基づいて歯の応力分布を計算する有限要素プログラムを発展させ,ピッチング強度とピッチング発生位置をシミュレートするためのプログラムを開発した.このプログラムを用いてピッチング強度シミュレーションを行い,クライテリオンとしてせん断応力が適することを明らかにした.シミュレーションの結果,これまでの損傷事例報告に近いピッチング強度が得られた.この成果は近く学会発表する予定である.

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (15件)

  • [雑誌論文] Quantitative Evaluation of Strain Near a Tooth Fillet by Image Processing2006

    • 著者名/発表者名
      Tomoya MASUYAMA, et al.
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineering, Pt. C 72・714

      ページ: 599-606

    • NAID

      110005850901

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Possibilities of Fatigue Strength Simulation in Reliability Design of Carburized Gears2006

    • 著者名/発表者名
      Katsumi INOUE, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2nd International Conference "Power Transmissions '06"

      ページ: 339-346

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantitative Evaluation of Strain Near a Tooth Fillet by Image Processing2006

    • 著者名/発表者名
      Tomoya MASUYAMA, et al.
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineering 72-714, Pt.C

      ページ: 599-606

    • NAID

      110005850901

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Possibilities of Fatigue Strength Simulation in Reliability Design of Carburized Gears2006

    • 著者名/発表者名
      Katsumi INOUE, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2^<nd> International Conference "Power Transmissions '06"

      ページ: 339-346

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Possibilities of Fatigue Strength Simulation in Reliablity Design of Carburized Gears2006

    • 著者名/発表者名
      Katsumi INOUE
    • 雑誌名

      Proceedings of The 2nd International Conference "Power Transmission 06"

      ページ: 339-346

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Possibilityies of Fatigue Strength Simulation in Reliability Design of Carburized Gears2006

    • 著者名/発表者名
      Katsumi INOUE, Tomoya MASUYAMA
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Conference "Power Transmissions '06" (採録決定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Estimation of P-S-N Curves in View of Reliability Design of Carburized Gears2005

    • 著者名/発表者名
      Katsumi INOUE, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Conference on Gears 2005, VDI-Berichte 1904

      ページ: 1267-1286

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Quantitative Evaluation of Strain Near a Tooth Fillet by Image Processing2005

    • 著者名/発表者名
      Tomoya MASUYAMA, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Conference on Gears 2005, VDI-Berichte 1904

      ページ: 1413-1432

    • NAID

      110005850901

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Study of Surface Durability of Carburized Gears Based on Material Defect2005

    • 著者名/発表者名
      Norio SENBONGI
    • 雑誌名

      Proceedings of the Japan Society of Mechanical Engineering Congress No.05-1

      ページ: 135-136

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Estimation of P-S-N Curves in View of Reliability Design of Carburized Gears2005

    • 著者名/発表者名
      Katsumi INOUE, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Conference on Gears 2005 VDI-Berichte 1904

      ページ: 1267-1286

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Quantitative Evaluation of Strain Near a Tooth Fillet by Image Processing2005

    • 著者名/発表者名
      Tomoya MASUYAMA, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Conference on Gears 2005 VDI-Berichte 1904

      ページ: 1413-1432

    • NAID

      110005850901

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Estimation of P-S-N Curves in View of Reliability Design of Carburized Gears2005

    • 著者名/発表者名
      Katsumi INOUE, Keita HANAWA, Tomoya MASUYAMA
    • 雑誌名

      Poceedings of the International Conference on Gears 2005, VDI-Berichte 1904

      ページ: 1267-1286

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 欠陥に着目した浸炭歯車の面圧強度に関する基礎研究2005

    • 著者名/発表者名
      千本木 紀夫
    • 雑誌名

      日本機械学会2005年度年次大会講演論文集 vol.4

      ページ: 135-136

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 浸炭歯車の折損寿命評価に基づく信頼性設計2005

    • 著者名/発表者名
      塙慶太, 増山知也, 井上克己
    • 雑誌名

      日本機械学会東北支部第40期総会・講演会講演論文集 (発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Estimation of PSN-Curves in View of Reliability Design of Carburized Gears2005

    • 著者名/発表者名
      Katsumi Inoue, Keita Hanawa, Tomoya Masuyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Conference on Gears 2005 (発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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