遊星歯車箱は自動車や風力発電などの機械設備に広く使用されており、その性能劣化解析は設備の健康予測・管理（PHM）を実現するための鍵となります。しかし、従来の方法は寿命全期間の監視データに過度に依存しており、取得コストが高く実際の現場での適用が困難です。この問題を解決するために、本研究では物理モデルに基づく遊星歯車箱の性能劣化解析手法を提案します。まず、代表的な遊星歯車箱の動力学モデルを構築し、実験により検証しました。このモデルに基づき、実際には直接測定が困難な動的応答のシミュレーション解析を行いました。次に、軸受内輪損傷の進展過程を動力学モデルに時変励振力として導入し、軸受の劣化挙動を記述可能な劣化結合動力学モデルを構築し、初期劣化段階における歯車箱の動的応答を算出しました。最後に、本モデルを通じて複数の測点から劣化情報を抽出し、8つの異なるセンサーからのデータを融合して、振動速度信号に基づくリアルタイム劣化指標を提案し、歯車箱の状態監視に活用しました。研究結果は遊星歯車箱の全寿命周期にわたる劣化過程を示しており、その状態監視および故障予測に新たな理論的根拠と技術的手段を提供します。

動力学モデル;遊星歯車箱;性能劣化;振動解析