受託解析

解析事例

歯車は噛み合う度に力が加わるので、歯の部分の塑性変形を防ぐ必要があります。
本解析では、二つの歯車を構成しているアセンブリモデルを使用し、歯車が噛み合った際に発生する接触圧力を求めます。

平歯車を採用しているギアで、ある特定サイクルにおいて刃先でクラックが発生しました。インボリュート干渉が発生していることが疑われていましたが、高速度カメラなどで測定しても原因は特定できておりませんでした。

解析はお客様内でも実施していましたが、線形静解析による評価であり実機の不具合と相関が取れていませんでした。
そこで、動的な解析を実施することにより慣性力を考慮した解析を実施することにしました。

歯車の共振モード

過渡的な関数で回転数を上げていくと、素材の柔らかい歯車はある特定の回転数で大きく振動することがわかりました。
また、別途固有値解析を実施することにより、歯車の共振モードがあることがわかりました。

動解析の結果から応力を確認すると高い値が発生しています。それはある特定の周波数で発生していることから、共振によるインボリュート干渉が発生しており、低サイクルで破壊が至っている推測されました。

今回の結果を受けて、材料特性の変更はできないため、歯車の形などを検討して、共振周波数を運用上問題ない帯域へ外す対策を実施することで、実機の問題を回避することができました。