| 研究課題/領域番号 |
20K04251
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
|
|---|
| 研究機関 | 東京都立産業技術高等専門学校 |
|---|
研究代表者 |
瀬山 夏彦 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 准教授 (90635517)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
|
|---|
| キーワード | 歯車 / 摩耗 / トライボロジー / 表面粗さ / 熱損傷 / 歯面損傷 / シミュレーション |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
歯車の摩耗の進行を予想する数式は未だに確立されていない．そこで機械装置の維持のためには，摩耗の進行具合を技術者の経験によって予測し，頻繁な点検によって監視する必要がある．もしも数式によって摩耗の進行を予測することができれば，だれもが簡単に歯車の寿命の予測ができ，維持点検作業を簡略化できる．また，この数式を設計に活かせば，耐摩耗性に優れた製品開発につながることが期待できる．
そこで本研究では，過去に考案した歯車の摩耗予測式を基礎に歯面あらさと摩耗の関係を新たに明らかにして，新たな歯車の摩耗予測式を提案することを目指す．
|
| 研究成果の概要 |
過去の研究で考案した，歯車の歯面の摩耗量を計算する式に，歯面の粗さの影響に対する考慮を加えることで，歯車の摩耗推定式を開発することを最終目標とした．本申請に係る研究では，最終目標を達成するために必要な歯車の歯面粗さと摩耗量の関係を明らかにすることを目標として取り組んだ．動力循環式歯車試験機を用いて粗さを違えた数種類の試験歯車の摩耗実験を行い，この結果から，①粗さが大きいほど摩耗量は多い．②粗さがある値を超えると摩耗形態が別の者に遷移する．という事実を得た．これに基づいて２種類の摩耗形態に対応する，歯面粗さと歯面の摩耗深さの関係を表す式とそれらが切り替わるしきい値を定めた．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
摩耗を予測する計算式や歯車の摩耗の進行の様子は明らかになっていない．このため，歯車装置の強度設計には体系化された方法があるのに対し，「耐摩耗設計式」といったものは無く，専ら技術者の経験によって，設計開発，あるいは保守がなされている．
もしも歯車の摩耗予測式というものが開発され，設計段階で歯車の摩耗による寿命を知ることができれば，歯車の性能を最大限に使い，無駄を削ぎ落とした設計を目指せるようになり，コスト低減，装置の小型化が期待できる．既存の歯車装置に対しては，点検間隔の最適化によるランニングコスト低減と省力化，使用条件の最適化による寿命延長を実現し，産業と社会の効率化に貢献できる．
|
