[付録:J]
伝達誤差解析例

J.1 実験装置
  黒河,有浦の研究「歯車の負荷時高精度かみ合い誤差測定に関する研究」(1)の成果と CT-FEM Opera の解析結果を比較した.
  実験装置は,図J.1 に示す動力循環式歯車運転試験機であり,伝達誤差計測用のエンコーダは分解能1 秒を有している.


J.2 実験結果と伝達誤差解析結果の比較
  実験に供した歯車は図J.2の諸元を持つ歯車であり歯車精度は,JIS B 1702(1998) 0 級の歯研削歯車である.伝達誤差)は,単位歯幅当たりの荷重を8~784 (N/mm)として7種類の負荷を与え,そのときの伝達誤差を計測している.図J.3は147(N/mm)の例を示している.


  CT-FEM Opera ソフトウェアで解析する際,図J.1の試料歯車を支持する軸受間距離が240mm あることから負荷が作用する際,軸変位が発生することを想定し解析した.トルクと軸変位,そして伝達誤差の実験値と解析結果を表J.1および図J.4に示す.
  図J.4の荷重200(N/mm)より大きい領域では歯実験と解析は良く一致している.しかし,これより小さい領域では実験と解析結果は一致していない.

この理由は,実験の負荷が8(N/mm)においてTE=4(sec) である理由は,歯形誤差や歯面粗さが表れていると考えられる.
  図J.5に実験結果と解析結果の伝達誤差を重ね合わせた図を示すが,両者は良く一致した結果となっている.図中に示す赤色の縦線は,実験の目盛20secに合わせている.


J.3 歯面形状と歯面粗さを考慮した伝達誤差
J.3.1 平歯車(無修整)
  実験に供した歯車諸元を図J.6に歯面形状を図J.7に示す.伝達誤差)は,単位歯幅当たりの荷重を22~392 (N/mm)として7種類の負荷を与えている.伝達誤差解析をする際は,歯面形状を図J.8のように与えた.実験と解析による伝達誤差結果を図J.9に示すが,両者は良く一致している.

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J.3.2 平歯車(歯先修整)
  歯車諸元は,図J.6と同じであり,伝達誤差)は,単位歯幅当たりの荷重を22~654 (N/mm)として11種類の負荷を与えている.伝達誤差解析をする際は,歯面形状を図J.10のように与えた.実験と解析による伝達誤差結果を図J.12に示すが,両者は良く一致している.


J.3.3 はすば歯車(無修整)
  歯車諸元は,図J.2と同じであり,伝達誤差)は,単位歯幅当たりの荷重を8~650 (N/mm)として16種類の負荷を与えている.伝達誤差解析時の歯面形状を図J.14のように与えた.実験と解析による伝達誤差結果を図J.15に示すが,両者は良く一致している.また,図J.16に拡大波形を示すが,実験と解析結果は良く一致している.

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ただし,負荷による影響を考慮し表J.2のように食い違い誤差を与えている.


J.4 まとめ
(1) 伝達誤差の実験と解析結果は,良く一致した.
(2) ソフトウェア解析により,ほぼ確かな伝達誤差を予測するこ とができた.

参考文献


(1) 黒河,有浦,歯車の負荷時高精度かみ合い誤差測定に関する研究,機論
    C,1998-7, pp.408-415
(2) CT-FEM Opera, 歯車応力解析ソフトウェア,アムテック,
   (2014)
[付録:K] 動力損失解析例
K.1 概要
  歯車の基礎と設計(成瀬著)(1)に掲載されている平歯車のかみ合い損失率と平均滑り速度との関係の実験を基に,CT-FEMOpera(2)で解析した.その結果を以下に示す.


K.2 まとめ
(1) 図K.6のように実験結果と解析結果は良く一致している.
(2) ソフトウェア解析により,ほぼ確かな動力損失を予測することができた.

参考文献


(1) 成瀬,「歯車の基礎と設計」,養賢堂,2001.P.132-133
(2) CT-FEM Opera, 歯車応力解析ソフトウェア,アムテック,
   (2014)

  ここで使用したCT-FEM Opera は,本カタログから新しくなり ました.カタログ(vol.17),[45] CT-FEM Operaⅲ をご覧ください.

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