非円形歯車の設計と運転性能向上の研究

• 研究課題/領域番号: 24560158
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 広島大学
• 研究代表者: 永村 和照 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70108794)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012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 / 非円形歯車 / 楕円歯車 / 振動加速度 / 歯元応力 / トルク変動 / 動荷重 / 歯面分離

研究成果の概要

非円形歯車の高性能化，高速化を目的とし，2種類の楕円歯車について研究を行った．実験により楕円歯車の動特性を明らかにし，楕円歯車の振動を予測するプログラムを開発し，その妥当性を検証した．また，非円形歯車の振動低減方法についても検討を行った．その結果，次のことがわかった．1.楕円歯車の動荷重は円形歯車と比較すると極めて大きく，低速でも歯面分離を起こしやすい．2.楕円歯車の振動加速度は，ごく低速域を除いて円形歯車よりも著しく大きい．3.楕円歯車の振動予測プログラムによる計算結果と実験結果はよく一致した．4.ばね継手または摩擦ダンパを用いることにより，高速域での楕円歯車の振動を低減できる．

研究成果

• [雑誌論文] Analysis of Torsional Vibration in Elliptical Gears (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuteru Nagamura, Kiyotaka Ikejo
  • 雑誌名: Proceedings of The 3rd International Conference on Design Engineering and Science, ICDES 2014, Pilsen, Czech Republic, August 31- September 3 巻: 3 ページ: 38-43
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation on the vibration characteristics of elliptical gears (2013)
  • 著者名/発表者名: Xing Liu, Kazuteru Nagamura, Kiyotaka Ikejo
  • 雑誌名: Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science 巻: Volume 227 Issue 4 号: 4 ページ: 819-830
  • DOI: 10.1177/0954406212454372
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vibration Characteristics of Elliptical Gears (2013)
  • 著者名/発表者名: Kiyotaka Ikejo, Kazuteru Nagamura
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Gears Europe invites the World, October 7th to 9th, 2013, Technical University of Munich (TUM) Garching (near Munich), Germany 巻: VDI-Berichte 2199.2 ページ: 1505-1508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of the Dynamic Characteristics of Elliptical Gears (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuteru Nagamura
  • 雑誌名: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing 巻: Vol. 6, No. 4 ページ: 484-497
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vibration and Noise Characteristics of Elliptical Gears due to Non-Uniform Rotation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuteru Nagamura
  • 雑誌名: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing 巻: Vol. 6, No. 4 ページ: 498-512
  • 査読あり
• [学会発表] 楕円歯車の振動解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 船越 健太，永村 和照，池条 清隆，吉永 智
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス(岡山市)
• [学会発表] 楕円歯車の不等速回転による振動の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永村 和照
  • 学会等名: 日本機械学会第12回機素潤滑設計部門講演会
  • 発表場所: 愛媛県県民文化会館(松山市)
• [学会発表] Vibration and Mesh Behavior of Elliptical Gears by Non-Uniform Rotation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuteru Nagamura
  • 学会等名: The 2nd IFToMM Asian Conference on Mechanism and Machine Science
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス(東京)