転がり疲労強度設計によるトラクションドライブ変速機のパワーウェイトレシオ向上

• 研究課題/領域番号: 25820028
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 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: 室蘭工業大学
• 研究代表者: 成田 幸仁 室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90431519)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 機械要素 / トラクションドライブ / 疲労強度 / 転がり疲労強度

研究成果の概要

トラクションドライブ要素の転がり疲労強度シミュレーションを提案した．実験結果に基づき，ローラ材中の介在物面積と表面硬さにより現される，1千万転がりにおける転がり疲労強度推定式を導出した．材料観察により介在物の密度と寸法分布を決定し，それに基づいて仮想ローラを計算機上に作成してシミュレーションを行った．
100枚の仮想ローラによりシミュレーションを行ったところ，転がり疲労強度の平均値800MPaを得た．並行して14点S-N試験法を行い，これまでのところS-N曲線の概形を得た．その結果から転がり疲労強度を推定し，860MPaを得た．現状でのシミュレーションとの誤差8%となり，概ね良い結果を得た．

研究成果

• [雑誌論文] トラクションドライブ要素の転がり疲労強度評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高木佑太，佐藤亮介，笹川竜哉，成田幸仁，風間俊治
  • 雑誌名: 日本機械学会北海道学生会第45回学生員卒業研究発表講演会講演論文集 巻: No.162-01 ページ: 122-123
• [雑誌論文] シミュレーションによるトラクションドライブの転がり疲労強度推定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本大平，笹川竜哉，佐藤亮介，成田幸仁，風間俊治
  • 雑誌名: 日本機械学会北海道学生会第45回学生員卒業研究発表講演会講演論文集 巻: No.162-01 ページ: 124-125
• [雑誌論文] トラクションドライブ用二円筒転がり疲労試験機の設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤亮介，成田幸仁，加藤直人，風間俊治
  • 雑誌名: 日本機械学会北海道学生会第44回学生員卒業研究発表講演会講演論文集 巻: No.152-1
• [雑誌論文] トラクションドライブ要素の転がり疲労強度シミュレーション（清浄鋼の疲労強度） (2015)
  • 著者名/発表者名: 笹川竜哉，成田幸仁，加藤直人，風間俊治
  • 雑誌名: 日本機械学会北海道学生会第44回学生員卒業研究発表講演会講演論文集 巻: No.152-1
• [雑誌論文] トラクションドライブ要素の転がり疲労強度シミュレーション（仮想ローラの多層化による計算精度向上） (2015)
  • 著者名/発表者名: 加藤直人，成田幸仁，山中将，風間俊治
  • 雑誌名: 日本機械学会東北支部第50期講演会講演論文集 巻: No.2015-1 ページ: 225-226
• [雑誌論文] Effect of crowning radius on rolling contact fatigue strength for traction drive elements (Evaluation by simulation) (2014)
  • 著者名/発表者名: Yukihito NARITA, Naoto KATO, Masashi YAMANAKA, Toshiharu KAZAMA, Yasuhiro OSAFUNE, Tomoya MASUYAMA
  • 雑誌名: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing 巻: 8 号: 6 ページ: JAMDSM0081-JAMDSM0081
  • DOI: 10.1299/jamdsm.2014jamdsm0081
  • NAID: 130004726005
  • ISSN: 1881-3054
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simulation of Rolling Contact Fatigue Strength for Traction Drive Elements (2013)
  • 著者名/発表者名: Yukihito NARITA，Masashi YAMANAKA，Toshiharu KAZAMA，Yasuhiro OSAFUNE，Tomoya MASUYAMA
  • 雑誌名: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing 巻: 7 号: 3 ページ: 432-447
  • DOI: 10.1299/jamdsm.7.432
  • NAID: 130003368562
  • ISSN: 1881-3054
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rolling Contact Fatigue Strength Simulation for Traction Drive Elements (2013)
  • 著者名/発表者名: Yukihito Narita，Toshiharu Kazama，Masashi Yamanaka
  • 雑誌名: VDI-Berichte 巻: 2199.1 ページ: 511-522
• [雑誌論文] トラクションドライブ要素の転がり疲労強度シミュレーション（第3報，クラウニング半径の影響） (2013)
  • 著者名/発表者名: 成田幸仁，加藤直人，ムハマド ハフィズ，山中将，風間俊治
  • 雑誌名: 日本機械学会MPT2013シンポジウム〈伝動装置〉講演論文集 巻: 13-17 ページ: 48-52
• [学会発表] トラクションドライブ要素の転がり疲労強度評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高木佑太，佐藤亮介，笹川竜哉，成田幸仁，風間俊治
  • 学会等名: 日本機械学会北海道学生会第45回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 北海道函館市，函館高専
  • 年月日: 2016-03-07
• [学会発表] シミュレーションによるトラクションドライブの転がり疲労強度推定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本大平，笹川竜哉，佐藤亮介，成田幸仁，風間俊治
  • 学会等名: 日本機械学会北海道学生会第45回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 北海道函館市，函館高専
  • 年月日: 2016-03-07
• [学会発表] トラクションドライブ要素の転がり疲労強度シミュレーション（仮想ローラの多層化による計算精度向上） (2015)
  • 著者名/発表者名: 加藤直人，成田幸仁，山中将，風間俊治
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第50期講演会
  • 発表場所: 宮城県仙台市，東北大学
  • 年月日: 2015-03-13
• [学会発表] トラクションドライブ用二円筒転がり疲労試験機の設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤亮介，成田幸仁，加藤直人，風間俊治
  • 学会等名: 日本機械学会北海道学生会第44回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 北海道札幌市，北海道科学大学
  • 年月日: 2015-03-07
• [学会発表] トラクションドライブ要素の転がり疲労強度シミュレーション（清浄鋼の疲労強度） (2015)
  • 著者名/発表者名: 笹川竜哉，成田幸仁，加藤直人，風間俊治
  • 学会等名: 日本機械学会北海道学生会第44回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 北海道札幌市，北海道科学大学
  • 年月日: 2015-03-07
• [学会発表] Rolling Contact Fatigue Strength Simulation for Traction Drive Elements (2013)
  • 著者名/発表者名: Yukihito Narita，Toshiharu Kazama，Masashi Yamanaka
  • 学会等名: International Conference on Gears
  • 発表場所: ミュンヘン工科大学, Garching, Germany
• [学会発表] トラクションドライブ要素の転がり疲労強度シミュレーション（第3報，クラウニング半径の影響） (2013)
  • 著者名/発表者名: 成田幸仁，加藤直人，ムハマド ハフィズ，山中将，風間俊治
  • 学会等名: 日本機械学会MPT2013シンポジウム〈伝動装置〉
  • 発表場所: 宮崎県宮崎市，宮日会館