| 研究概要 |
本研究では,S45C歯車,SUS440C歯車とこれに固体潤滑膜をコーティングしたSUS440C(MoS_2)歯車およびプラスチック(ジュラコン,ナイロン)歯車に対して,試作した高真空用動力循環式歯車運転試験機を用いて,高真空(p=10^<-5> Torr)中および大気中で種々の運転条件下で運転試験を行い,これらの歯車の摩擦・摩耗特性,効率などについて検討を加えた.SUS440CおよびSUS440C(MoS_2)歯車に対しては,宇宙基地計画におけるJEM(日本実験モジュール)で現在考えられている基準ヘルツ応力(最大ヘルツ応力σ_H=735MPa)の下でも摩擦・摩耗特性を調べた.その結果,つぎの諸点が明らかになった.
1.歯面の摩擦係数は,S45C,SUS440C歯車の場合には,真空中の方が大気中よりも小さいが,SUS440C(MoS_2)歯車およびジュラコン,ナイロン歯車の場合には,真空中と大気中とではほとんど変わらず,自己潤滑性能が期待できる.また,MoS_2膜より摩擦特性が大幅に改善されるため,SUS440C(MoS_2)歯車の摩擦係数は,真空,大気中のいずれにおいてもSUS440C歯車よりもかなり小さい.回転速度,ヘルツ応力の影響は,いずれの歯車においてもほとんど認められない.2.伝達効率は,S45C歯車の場合には真空中の方が大気中よりも低いが,SUS440C,SUS440C(MoS_2),ジュラコン,ナイロン歯車では真空中と大気中とではあまり変わらない.3.摩耗量は,S45C,SUS440C歯車の場合には真空中の方が大気中よりも小さいが,SUS440C(MoS_2),ジュラコン,ナイロン歯車の場合にはあまり変わらない.4.JEMで現在考えられている基準ヘルツ応力σ_H=735MPaの下ではSUS440C歯車は運転開始直後に焼付くが,固体潤滑膜をコーティングした場合には焼付きに対する寿命が大幅に改善され,回転数10^4程度にもなる.5.SUS440C(MoS_2)歯車の摩耗は,歯面に沿ってほぼ一様に進行し,また歯面あらさは歯面上の各位置でほぼ等しい.
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