| 研究概要 |
本研究は,将来さらに広い分野で実用化が予想されるコニカルギヤの強度,特に歯面疲労強度を実験的に求めることを目的としている.コニカルギヤは一般に点接触であり,歯面修正を施しても接触面積が円筒歯車に比べ小さく,曲げ疲労強度よりも歯面疲労強度がより問題となることが予想されている.
本年度は昨年度に設計・製作した実験装置を用い,コニカルギヤの歯面が疲労破壊を起す負荷を実験的に明らかにした.
歯面の疲労破壊は,歯車の金歯当り面積に対するピッチング損傷割合い,すなわちピッチング面積率で評価した.本研究では,かみあい回数10^7回までの疲労試験においてピッチング面積率3%を越える損傷を起した時点で歯面は疲労破壊したものと考え,疲労破壊を起す負荷を調べた.試験歯車はの材質はSCM440Hであり,調質後歯面研削を施した.歯面の硬度はHv=250〜300であった.歯面疲労強度実験の結果,負荷トルク157〜177[N.m]でコニカルギヤの歯面は疲労破壊することが確認された.
上記の疲労破壊を起す負荷トルクにおいて,試験歯車の歯面の最大ヘルツ応力を計算したところ,1587〜1651[N/mm^2]との結果が得られた.この結果を従来知られている円筒歯車の歯面疲労強度と歯面の硬度との関係と比べたところ,コニカルギヤの歯面疲労強度は同じ硬さの円筒歯車に比べ高いと推測される.これはさらに実験を重ねて結論づける必要があると思われる.
本研究の最終目標はコニカルギヤの強度設計式を求めることである.その第一歩として本研究は貴重な歯面疲労強度データを得ることに成功したと言える.
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