ミ0.3

表3 ^- ² 耐久試験の主な実験結果と実験条件など

No. Hardness Roughness

Load Plllax Revo・ P1ts

of ^HB(lIv) �同制 ¹^{ut1 ons}

Exp. Or1.1 Fo1. Or1.1 Fo1. ^kN ^MPa Nz

(1) (800) 550 2.5 2.5 10.6 1500 13 ^X106 Pits*

(2) (800) 520 3.0 3.0 18.9 2000 0.8x106 ^P1ts*

(3) 525 525 3.0 3.0 18.9 2000 6.5x106 ^{P1ts *} (4) (800) 550 0.2 3.0 18.9 2000 10 x 106 No (5) 385 385 0.2 0.2 17.0 1900 llx106 No (6) 500 500 0.3 0.2 25.0 2300 10 ^X106 No (7) 430 430 0.2 0.2 15.3 1800 11 x 106 No (8) 395 395 0.2 0.2 17.0 1900 11 x 106 ^No

(9) 450 450 0.1 0.1 17.0 1900 10 x 106 No (10) 445 445 0.15 0.15 18.9 2000 10 x 106 No

(11 ) 440 440 0.2 0.2 19.8 2050 ^O.2x 106 ^P1ts*

(12) 445 445 0.2 0.2 20.8 2100 0.2x106 ^Pits*

(13) 475 475 0.2 0.2 22.8 2200 llx106 No

(14) 470 470 0.2 0.2 25.0 2300 11 x 106 No ( 15) 500 520 0.2 0.2 27.2 2400 10 ^X106 No (16) 545 545 0.2 0.2 27.2 2400 10 x 106 No ( 17) 510 510 0.2 0.2 28.1 2440 10 ^X106 No (18) 515 515 0.2 0.2 28.3 2450 10 x 106 No (19) 555 555 0.2 0.2 29.5 2500 10 ^X106 No (20) 515 510 0.2 0.2 30.9 2560 10 x 106 No 8.6x106 ^*合

(21 ) 520 520 0.2 0.2 29.5 2500 ^Pits

6.9xl06 ^*合

(22) 565 565 0.15 0.2 31. 9 2600 ^P1ts

(23) 580 580 0.2 0.2 31.9 2600 7.0x106 ^{P1t*s 合} 1.1x106 ^{* *}

(24) 565 565 0.2 0.2 37.0 2800 ^Pits

ロ5) I (醐)

寸

210.2118.912叩o -

1

^NO

(26) 1(800)150010.21 0.2125.012300 11.0x1061 ^Pits*

σb

g h

n11 .l，剖

・・μ ny p s ψAγ ψAT

ψAT

0.8 0.7

o i 1 C， HB' ⁼9.

8

_HB

Ref. [3J[4J

↓

New results

0.. 0.07

、、、

トー 0.06

4-J � ^0.05

.�

.� ^0.04

斗斗ー^ー

υ 0.03

c: 0.02

。

ぢ0.01

rL匂 .

ト。。 _ー5

Specific sliding

Pmax

→ー2.60G Pa

-+- 2.40 G Pa --- 2.00 GPa

� 1.30GPa

_"，_ 1 ^{. 02}G Pa -+・0.82GPa

図3 ^- 6 潤滑油Cのトラクション係数(400C， 3440 rpm)

0.. 0.07

、、、

ト 0.06

宇Jffi ^0.05

ど匂U ー^�^0.04 8 ^tJ^0.03臥竜 g ^0.02

.�

ぢ0.01

rLt3 •

ト司。。

Specific sliding

Pmax

ベ)- 2.60 GPa +ー2.40 GPa

-0- 2.00 GPa +・1.30 G Pa

-v- 1 .02 GPa

-x^- 0.82 GPa

図3 ^- ⁷ 潤滑油Aのトラクション係数(400C， 1830 rpm) 43

0... 0.07

、\

←0.06 Pmax

-・- 2.60 GPa -←2.40 GPa - 2.00 GPa

「←1.30 GPa -...- 1.02 GPa

-+-J

� ^0.05

ど0.04

斗ー

斗-� ^0.03

c: 0.02

0 ←…vU司'』

ト

ー←0.82GPa

0 0 -15 -20

Specific sliding σf (%)

図3 -8 潤滑油Aのトラクション係数(400 C， 3440 rpm)

向日\ト Low

E

_jJfT似

High speed region

'『』

nυ μj μj

?UFhFhFωouzo

一一一--t _Pし

一一ー^吋ー^ト一一一一一一一一一一一一一一一一一一-'，... パVU市L←

すcrすL

Sliding speed Us

図3- 9 トラクション係数を示す曲線と主要な点の記号

かる。 nl=1830rpmの場合もほとんど同じような結果である (図3- 7参照〉。

接触圧力を大きくすれば、トラクション係数の最大値μmはある限界値に達するという予想、もあった。しかし、従来の研究で明らかにさ

れていなかった高圧領域まで実験を行なって得た本研究の実験の範囲中では、 μ圃ax は圧力とともに大きくなる傾向を失わなかった。

3. 4 トラクション係数の整理式

平均圧力P圃ean = 1 . 5 G P a ( p lIax与1 . 9 G P a = 1 _{9 5 kgf}/ mm 2) 以上の高圧領域、特に線接触状態で、正確なトラクション係数を実験的に求めることは困難である。ここでは、 P皿ax今2 . 6 G P aまで領域のトラクション係数の実験データを基にして、実験値のない圧力下のトラクション係数を内挿するための実験整理式について述べる。

3. 4. 1 トラクション係数を表す基本式

これまで多くの研究者によって得られた実験結果(1) (2) (6)を総合すれば、トラクション係数の曲線は、図3-9に示すような形となる。

すべり速度が非常に小さい領域では、トラクション係数は、すべり速度Us = (U 1-U 2)に比例するので、式 ( ₃ -^{2 )で示される。}

μ =

予

^{= A. U}^s

. • • • • • . • • • • • • • • . • •

⁽³

ただし、 17sはUs/U 0とした無次元すべり速度である。簡単のため、

ここでは、 Uo= lm/sとしている。 Aは比例常数(無次元量〉である。

すべり速度が17Lよりも大きくなったときのトラクション係数の実験値は、次式の整理式でかなり正確に示されることを見い出した。

っυ nJ

nu μ' + 、Ib--J M 寸llJ 、、l，J 一nu

-Hu rlE、、制同H F・-ーし ti rl句lE、可la・J 、tI/

一U

s

一u

r''t‘、 K 「lll」 L 一一 T一p

本研究の実験結果および他の研究者らの実験結果(1) ⁽²⁾(6)を調べた - 45

結果、式(3-2) ，式(3 -3 )の中の未知数 A，L，K，N，M， μo

は無次元ヘルツ圧力ぷ=P ^{max. x}/ ^P^max.0 の関数でかなり正確に近似できることを見出した〔式(3-8))。ただし、plIax.O は基準とする最大

ヘルツ圧力で容易に実験できる範囲内にある値を使用した。

3. 4. 2 トラクション係数を示す式の具体例

実験によって、式(3 -2 ) と式(3 -3 )の中の未知数を決定して求めたトラクション係数の式を次の( 1 )と(II )に示す。

( 1 )ヘルツ圧力p圃ax= 1. 3 GPaの数値例

(潤滑油C，油温400 C， _N1 ⁼ 1830 rpm， P四ax= 1. 3 GPa)

( 0 < UL孟0. 0121)のとき

手

⁼ ^{1. 8 5} ^U

s ... (3-4)

( UL孟0. 0121)のとき

{1-[Z.5(Us-0.0115)J o . 12 }

手 ^=0.0叫O(

s- 0.0155)J

^- ^- ⁺

0則。

( II )ヘルツ圧力PlIax= 2.4 GPaの数値例

〈潤滑油C，油温400 C， _N1 = 1830 rpm， p血ax= 2.4 GPa)

(O<UL�O. 0144)のとき

予

⁼ ^{2. 7 9} ^U

s ... (3-6)

( UL孟0. 0144)のとき

{1-[5.9(Us一0.0118)Jo.lO}

手 ^=0附3(

^{s - 0叫]}

⁺

^0側 ^(3-7)

この他、 p Jlax= 1.

0， 2.0， 2.6

GPaの場合についても、上記と同じ様な整理式を求めた。これらの計算式による計算結果を図3 -1 0に実線で示す。実験結果は、 0，く>，口，ム，マ印で示している。なお、これらの式を式(3 - 2 )と式(3 -3 )から求める時に用いられた係数 A， L，

K，N，M， μoは五= P max. x/ 1 .3 によって、次のように近似的に表すことが出来た。

AHU

。L qd 円，z nu

nHV

、lノnfu

nHv

pnu

。

5一X 一X 2一

/I\

門，s

nku

ρhu nHv nfu AHU

」寸」「

A L

一(3.6-%

K与20. 0 x

、、，ノpb nb nu

N与2.5ぷ1・4

^{- ・・・・}

(

³^-

8 )

M与0.08

⁺

O. 04/

μo与O.023 (ぷ-0.40)0・17

0.08

t

^0.04

8ω 0.03

= 。 0.02

'r・・

...，

ト活Lー ^0.01

。。

Pmax

ベ}- 2.6 GPa

→- 2.4 GPa

-0- 2.0 GPa -ò-1.3GPa キー1.0 G Pa

Pmax = 1.3 GPa [Eq.

(3-5)J

0.5 1 .5 2.0

F、J- 司・・‘，.， Au ・・司aa n同dnH F3 白」nド AU O」一九

図3 - 1 0 式(3 - 4 )と(3 - 5 )を用いて計算したトラクション係数

. 16 .14 . 12

しPRESSURE

I VELOCITY

--- - /

ーーゥ一一一一ーでご〉

L TEMPERATURE 10

.ω .02

.

^æ

.06

E0.mm凶巴ト凶区白工ωoz一ト一Eコ

2.5

nu nku tliJ nu nδ

. 5 1. 0 1. 5 2. 0

MAXIMUM CONTACT PRESSURE， GPa

l I I

20 40 60

SURFACE VELOCITY， m/s

| I I

20 40 60

TEMPERATURE， C

。

ーlnU

Varlatlon In IImltlng shear stress of Santotrac 50. Pressure， 1.5

GPa; temperature， 50oC; veloclty， 50 m/s. (文献(7)からの抜粋〉

接触圧力，速度と温度が最大せん断応力に及ぼす影響

〈サントトラック50，圧力1.5 GPa，速度50 m/

s)

図3

-

^{1 1}

図3 -1 1には、NASA のS.H.Iρewenthalらが明らかにした最大せん断応力(最大トラクション係数〉に及ぼす各因子の影響図を示している(₇)。

この図が示すように圧力がトラクション係数に最も大きな影響を及ぼ圧力とすべり速度の関係を示すトラクション係数の整理式は、

実用上非常に有効である。

すので、

トラクション係数に及ぼす潤滑油温度の影響

3. 4. 3

トラクションドライブの運転性能解析本研究で提案した整理式を、

潤滑油の回転速度，

接触圧力，

など他の運転条件で用いるためには、

グタ== ^'70:-�

JLτ=ー

1 1ヱ去二三; 一

40 -70oC _{_ーーー}^{ーーーー}

ーー-J・ -ーーーーーー

-但二Ztil-一一ーーー

K40 -70oC

1.0 2.0 3.0

Hertzi an pressure

(

^{GPa )}

一」ー

し

阿

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 文= (Pmax，x/Pmax，O) ; Pmax，O ^{= 1.3}GPa

n ^{1 =} 1830rpm) 式(3-2)， (3-3)の係数の変化(潤滑油C，

図3 - 1 2

ベ)- 2.6 GPa

-0- 2.0 GPa

-6-1 .3 GPa

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

Sliding speed

(円ーす2) (m/s)

Pmax Oil C

Pmax ⁼1 .3 G Pa

ヨunド戸UFhv • 内/』-一VA 『dm nド

。。

Z 0 4-J

U コ、旧勺 s...

判 0.010

S:::4-J

'r- ^S::

5・u 0.005

4-J斗ー ιJ匂ーコQ) てコ 0

ω υ

0:こ

0.015

潤滑油温度上昇によるトラクション係数の減少量 49

図3 _- 1 3

4.0 3.0 2.0 1 .0 _O!

400ト 300ト，6.52 ^m/s

^{.，.，-，..-} _

200ト

_{ï ÕÕ}

_� _J /

^{� -} ^-^----^--

---______

三ニ_...--� 1 2 . 3 ^{m/ s}

O� I �戸� I I 1

0.03� ./6.52 ^m/s

^一^{一一一-} 1

I

?o 0.02ト 0.01ト ←

^F ^V ^h

勺2.3 ^一一一 ^m/s ^一一ー ^| I

11:。1t21:0113:01110

_Hertz;

_an

_press_ure

_(GPa) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

文=

(Pmax，x/Pmax，O) ; Pmax，O

⁼

1.3 ^GPa

0...

0.07

ドキュメント内歯車とローラを組合せたハイブリッド形変速機に関する研究 (ページ 48-56)

寸

1

0.8 0.7

8

↓

E

予

. • • • • • . • • • • • • • • . • •

っυ nJ

nu μ' + 、Ib--J M 寸llJ 、、l，J 一nu

-Hu rlE、、制同H F・-ーし ti rl句lE、 可la・J 、tI/

s

r''t‘、 K 「lll」 L 一一 T一p

手

s ... (3-4)

{1-[Z.5(Us-0.0115)J o . 12 }

手 =0.0叫O(

s- 0.0155)J

0則 。

予

s ... (3-6)

{1-[5.9(Us一0.0118)Jo.lO}

手 =0附3(

s - 0叫]

0側 (3-7)

0， 2.0， 2.6

N与2.5ぷ1・4

(

8 )

M与0.08

O. 04/

μo与O.023 (ぷ-0.40)0・17

t

(3-5)J

ーーゥ一一一一 ーでご〉

.

E0.mm凶巴ト凶区白工ωoz一ト一Eコ

nu nku tliJ nu nδ

l I I

| I I

ーlnU

s)

-

トラクション係数に及ぼす潤滑油温度の影響

グタ== '70:-�

JLτ=ー

1 1ヱ去二三; 一

-但二Ztil-一一ーーー

(

(円ーす2) (m/s)

4.0 3.0 2.0 1 .0 O!

400ト 300ト ，6.52 m/s

200ト

� J /

三ニ_...--� 1 2 . 3 m/ s

0.03� ./6.52 m/s

I

?o 0.02ト 0.01ト ←

勺2.3 一一一 m/s 一一ー | I

11:。1t21:0113:01110

an

(GPa) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

(Pmax，x/Pmax，O) ; Pmax，O

1.3 GPa

0.07

-Hu rlE、、制同H F・-ーし ti rl句lE、可la・J 、tI/

手 ^=0.0叫O(

0則。

手 ^=0附3(

^{s - 0叫]}

^0側 ^(3-7)

ーーゥ一一一一ーでご〉

グタ== ^'70:-�

4.0 3.0 2.0 1 .0 _O!

400ト 300ト，6.52 ^m/s

_� _J /

三ニ_...--� 1 2 . 3 ^{m/ s}

0.03� ./6.52 ^m/s

勺2.3 ^一一一 ^m/s ^一一ー ^| I

_an

_(GPa) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

1.3 ^GPa